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O形密封圈是液压、气动体系中运用最广泛的一种密封件

  • 发布时间:2022-09-21
  • 发布者: 氟胶O型圈
  • 来源: 整理发布,版权归原作者!
  • 阅读量:180

O形密封圈简称O形圈,是一种截面为圆形的橡胶圈。O形密封圈是液压、气动体系中运用最广泛的一种密封件。O形圈有杰出的密封性,既可用于静密封,也可用于往复运动密封中;不仅可独自运用,并且是许多组合式密封设备中的基本组成部分。它的适用范围很宽,如果材料挑选得当,能够满足各种运动条件的要求,作业压力可从1.333×105Pa的真空到400MPa高压;温度范围可从-60℃到200℃。

  与其它密封型式比较,O形密封圈具有以下特色:

  1)结构尺度小,装拆方便。

  2)静、动密封均可运用,用作静密封时几乎没有走漏。

  3)运用单件O形密封圈,有双向密封效果。

  4)动冲突阻力较小。

  5)价格低廉。

  O形密封圈是一种挤压型密封,挤压型密封的基本作业原理是依靠密封件发生弹性变形,在密封触摸面上造成触摸压力,触摸压力大于被密封介质的内压,则不发生走漏,反之则发生走漏。在用于静密封和动密封时,密封触摸面触摸压力发生原因和计算方法不尽相同,需分别说明。

  1、用于静密封时的密封原理

  在静密封中以O形圈运用最为广泛。如果规划、运用正确,O形密封圈在静密封中能够完成无走漏的肯定密封。

  O形密封圈装入密封槽后,其截面接受触摸紧缩应力而发生弹性变形。对触摸面发生必定的初始触摸压力Po。即使没有介质压力或许压力很小,O形密封圈靠自身的弹性力效果而也能完成密封;当容腔内充入有压力的介质后,在介质压力的效果下,O形密封圈发生位移,移向低压侧,同时其弹性变形进一步加大,填充和关闭间隙δ。此刻,坐用于密封副巧合面的触摸压力上升为Pm:

  Pm=Po+Pp

  式中Pp——经O形圈传给触摸面的触摸压力(0.1MPa)

  Pp=K·P

  K——压力传递系数,对于橡胶制O形密封圈K=1;

  P——被密封液体的压力(0.1MPa)。

  然后大大增加了密封效果。因为一般K≥1,所以Pm>P。由此可见,只要O形密封圈存在初始压力,就能完成无走漏的肯定密封。这种靠介质本身压力来改变O形密封圈触摸状态,使之完成密封的性质,称为自封效果。

  理论上,紧缩变形即使为零,在油压力下也能密封,但实际上O形密封圈设备时可能会有偏心。所以,O形圈装入密封沟槽后,其断面一般受到7%—30%的紧缩变形。静密封取较大的紧缩率值,动密封取较小的紧缩率值。这是因为合成橡胶在低温下要紧缩,所以静密封O形圈的预紧缩量应考虑补偿它的低温缩短量。

  2、用于往复运动密封时的密封原理

  在液压转动、气动元件与体系中,往复动密封是一种最常见的密封要求。动力缸活塞与缸体、活塞干涉缸盖以及各类滑阀上都用到往复运动密封。缝隙由圆柱杆与圆柱孔构成,杆在圆柱孔内轴向运动。密封效果约束流体的轴向走漏。用作往复运动密封时,O形圈的预密封效果和自密封效果与静密封一样,并且因为O形圈自身的弹力,而具有磨损后主动补偿的才干。但因为液体介质密封时,因为杆运动速度、液体的压力、粘度的效果,状况比静密封杂乱。

  当液体在压力效果下,液体分子与金属表面相互效果,油液中所含的“极性分子”在金属表面上严密而规整的摆放,沿滑移面与密封件间构成一个强固的边界层油膜,并且对滑移面发生极大的附着力。该液体薄膜一直存在于密封件与往复运动面之间,它亦起必定的密封效果,并且对运动密封面的润滑是十分重要的。可是对走漏来讲是有害的。但往复运动的轴向外拖出时,轴上的液体薄膜便与轴一起拉出,因为密封件的“擦拭”效果,当往复运动的轴缩回时,该液体薄膜便被密封元件阻留在外面。跟着往复运动行程次数增多,阻留在外面的液体就越多,最终构成油滴,这便是往复运动式密封设备的走漏。因为液压油的粘度跟着温度的升高而下降,油膜厚度相应减小,所以液压设备在低温下启动时,运动开始时的走漏较大,跟着运动过程中因各种丢失引起温度升高,走漏量有逐渐下降的趋势。

  O形圈作为往复式密封,结构紧凑、尺度小,能够下降元件价格。首要用在:

  1)低压液压元件中,一般限于短行程和10MPa左右的中等压力。

  2)小直径、短行程以及中等压力的液压滑阀中。

  3)气动滑阀和气动缸中。

  4)作为组合式往复动密封设备中的弹性体。

  O形圈作为往复动密封最适合小直径、短行程、中低压力的运用场合,气动缸、气动滑阀等往复运动元件中。在液压元件中,用O形圈作首要动密封,一般限于短行程和10MPa左右的中低压力。O形圈不适合用作速度十分低的往复动密封和独自作为高压往复动密封。这首要是因为在这种条件下冲突较大,会导致密封过早失效。在任何型式运用中,都要依据密封件的额外数据或才干来运用,并且要安装得当,才干得到满足的功能。

  3、旋转运动用密封

  在旋转运动密封中,一般选用油封和机械密封。可是油封的运用压力较低,并且与O形圈比较,显得过大和杂乱,工艺性也差。机械密封尽管可用于高压(40MPa)、高速(50m/s)及高温(400℃),可是结构愈加杂乱、巨大,并且成本高,只适用于石油、化工等效果的一些重型机械设备上。

  O形圈用于旋转运动存在的首要问题是焦耳热效应。焦耳热效应使高速的旋转轴与O形圈的触摸处发生磨擦热,生成的热量使这些触摸部位的温度不断上升,橡胶材料受热严峻变形,紧缩量与伸长量发生变化的现象。发热还加快密封材料老化,下降了O形圈的运用寿命;损坏密封油膜,由此引起断油现象,加快密封的磨损。

  根据上述状况,近年来国内外旋转运动用O形圈进行了广泛深化的研究。为了防止出现焦耳热效应,关键在于依据橡胶的功能来正确地挑选规划O形圈的结构参数,首要是O形圈的拉伸量和紧缩率。依据实验,将旋转运动用O形圈规划成内径与旋转轴直径相等或稍大些,一般大3%~5%,在设备O形圈时,从内径向里紧缩,并将断面的紧缩量也规划得小一些,一般约为5%。并且,尽量选用受热量影响小的密封材料,充分考虑O形圈设备处的散热问题。这样就使O形圈的作业状况大为改善,可运用于最高转速达4m/s的旋转轴的密封。

  近年来又出现了耐热氟橡胶和耐磨聚氨酯橡胶,并且对橡胶元件作业的焦耳热效应有了更深化的了解,并针对此问题研究解决方案,规划出了新的O形圈密封结构,使O形圈能够更好的运用与高速、高压的旋转运动。

  O形密封圈因为其具有体积小,结构简略、成本低、工艺功能好、适用范围广泛等特色,正广泛地在旋转运动式密封设备中推行。

  在液压转动、气动元件与体系中,往复动密封是一种最常见的密封要求。动力缸活塞与缸体、活塞干涉缸盖以及各类滑阀上都用到往复运动密封。缝隙由圆柱杆与圆柱孔构成,杆在圆柱孔内轴向运动。密封效果约束流体的轴向走漏。用作往复运动密封时,O形圈的预密封效果和自密封效果与静密封一样,并且因为O形圈自身的弹力,而具有磨损后主动补偿的才干。但因为液体介质密封时,因为杆运动速度、液体的压力、粘度的效果,状况比静密封杂乱。

  当液体在压力效果下,液体分子与金属表面相互效果,油液中所含的“极性分子”在金属表面上严密而规整的摆放,沿滑移面与密封件间构成一个强固的边界层油膜,并且对滑移面发生极大的附着力。该液体薄膜一直存在于密封件与往复运动面之间,它亦起必定的密封效果,并且对运动密封面的润滑是十分重要的。可是对走漏来讲是有害的。但往复运动的轴向外拖出时,轴上的液体薄膜便与轴一起拉出,因为密封件的“擦拭”效果,当往复运动的轴缩回时,该液体薄膜便被密封元件阻留在外面。跟着往复运动行程次数增多,阻留在外面的液体就越多,最终构成油滴,这便是往复运动式密封设备的走漏。因为液压油的粘度跟着温度的升高而下降,油膜厚度相应减小,所以液压设备在低温下启动时,运动开始时的走漏较大,跟着运动过程中因各种丢失引起温度升高,走漏量有逐渐下降的趋势。

  O形圈作为往复式密封,结构紧凑、尺度小,能够下降元件价格。首要用在:

  1)低压液压元件中,一般限于短行程和10MPa左右的中等压力。

  2)小直径、短行程以及中等压力的液压滑阀中。

  3)气动滑阀和气动缸中。

  4)作为组合式往复动密封设备中的弹性体。

  O形圈作为往复动密封最适合小直径、短行程、中低压力的运用场合,气动缸、气动滑阀等往复运动元件中。在液压元件中,用O形圈作首要动密封,一般限于短行程和10MPa左右的中低压力。O形圈不适合用作速度十分低的往复动密封和独自作为高压往复动密封。这首要是因为在这种条件下冲突较大,会导致密封过早失效。在任何型式运用中,都要依据密封件的额外数据或才干来运用,并且要安装得当,才干得到满足的功能。

  3、旋转运动用密封

  在旋转运动密封中,一般选用油封和机械密封。可是油封的运用压力较低,并且与O形圈比较,显得过大和杂乱,工艺性也差。机械密封尽管可用于高压(40MPa)、高速(50m/s)及高温(400℃),可是结构愈加杂乱、巨大,并且成本高,只适用于石油、化工等效果的一些重型机械设备上。

  O形圈用于旋转运动存在的首要问题是焦耳热效应。焦耳热效应使高速的旋转轴与O形圈的触摸处发生磨擦热,生成的热量使这些触摸部位的温度不断上升,橡胶材料受热严峻变形,紧缩量与伸长量发生变化的现象。发热还加快密封材料老化,下降了O形圈的运用寿命;损坏密封油膜,由此引起断油现象,加快密封的磨损。

  根据上述状况,近年来国内外旋转运动用O形圈进行了广泛深化的研究。为了防止出现焦耳热效应,关键在于依据橡胶的功能来正确地挑选规划O形圈的结构参数,首要是O形圈的拉伸量和紧缩率。依据实验,将旋转运动用O形圈规划成内径与旋转轴直径相等或稍大些,一般大3%~5%,在设备O形圈时,从内径向里紧缩,并将断面的紧缩量也规划得小一些,一般约为5%。并且,尽量选用受热量影响小的密封材料,充分考虑O形圈设备处的散热问题。这样就使O形圈的作业状况大为改善,可运用于最高转速达4m/s的旋转轴的密封。

  近年来又出现了耐热氟橡胶和耐磨聚氨酯橡胶,并且对橡胶元件作业的焦耳热效应有了更深化的了解,并针对此问题研究解决方案,规划出了新的O形圈密封结构,使O形圈能够更好的运用与高速、高压的旋转运动。

  O形密封圈因为其具有体积小,结构简略、成本低、工艺功能好、适用范围广泛等特色,正广泛地在旋转运动式密封设备中推行。


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