O型橡膠圈選型
O型圈由于它制造成本低廉及使用方便,因此廣泛適用在各種動(dòng)、靜密封場合。
大部分國家對 O型密封圈都制定系列產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn), 其中美國標(biāo)準(zhǔn) (AS 568)、 日本標(biāo)準(zhǔn) (JISB 2401)、國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO 3601/1)較為通用。
密封機(jī)理:
O型密封圈是一種自動(dòng)雙向作用密封元件。安裝時(shí)其徑向和軸向方面的預(yù)壓縮賦與 O型密封圈自身的初始密封能力。它隨系統(tǒng)壓力的提高而增大。
性能參數(shù):
靜態(tài)密封
無擋圈時(shí),最高可達(dá) 20MPa;
有擋圈時(shí),最高可達(dá) 40MPa;
用特殊擋圈時(shí),最高可達(dá) 200MPa。
動(dòng)態(tài)密封
無擋圈時(shí),最高可達(dá) 5MPa;
有擋圈時(shí),較高壓力。
運(yùn)動(dòng)速度 最大往復(fù)速度可達(dá) 0.5m/s,最大旋轉(zhuǎn)速度可達(dá) 2.0m/s。溫度 一般場合:-30℃~+110℃;特殊橡膠:-60℃~+250℃;旋轉(zhuǎn)場合:-30℃~+80℃。
二、O型密封圈選擇應(yīng)考慮的因素
1、工作介質(zhì)和工作條件
在具體選取 O型圈材料時(shí),首先要考慮與工作介質(zhì)的相容性。還須綜合考慮其密封處的壓力、溫度、連續(xù)工作時(shí)間、運(yùn)行周期等工作條件。若用在旋轉(zhuǎn)場合,須考慮由于摩擦熱引起的溫升。
2、密封形式
按負(fù)載類型可分為靜密封和動(dòng)密封;按密封用途可分為孔用密封、軸用密封和旋轉(zhuǎn)軸密封;按其安裝形式又可分為徑向安裝和軸向安裝。徑向安裝時(shí),對于軸用密封,應(yīng)使O型圈內(nèi)徑和被密封直徑 d2 間的偏差盡可能地小;對于孔用密封,應(yīng)使其內(nèi)徑等于或略小于溝槽軸向安裝時(shí),要考慮壓力方向。內(nèi)部壓力時(shí),O型圈外徑應(yīng)比溝槽外徑 d3 約大 1~2%;外部壓力時(shí),應(yīng)使 O型圈內(nèi)徑比溝漕內(nèi)徑 d4 約小 1~3%。
三、影響密封性能的其它因素
1、 O型圈的硬度
O型圈材料硬度是評定密封性能最重要的指標(biāo)。O型圈的硬度決定了 O型圈的壓縮量和溝槽最大允許擠出間隙。由于邵氏 A70 的丁腈密封都能滿足大部分的使用條件,故如對密封材料不作特殊說明,一般提供邵氏 A70 的丁腈橡膠。
2、擠出間隙
最大允許擠出間隙 gmax 和系統(tǒng)壓力,O型圈截面直徑以及材料硬度有關(guān)。通常,工作壓力越高,最大允許擠出間隙 gmax 取值越小。如果間隙 g 超過允許范圍,就會(huì)導(dǎo)致 O型圈擠出甚至損壞。
3、壓縮永久變形
評定 O型圈密封性能的另一指標(biāo)即所選材料的壓縮永久變形。在壓力作用下,作為彈性元件的 O型圈,產(chǎn)生彈性變形,隨著壓力增大,也會(huì)出現(xiàn)永久的塑性變形。壓縮永久變形 d可由下式確定:
式中:b0-原始厚度(即截面直徑 W)b1-壓縮狀態(tài)下的厚度b2-釋放后的厚度通常,為防止出現(xiàn)永久的塑性變形,O型圈允許的最大壓縮量在靜密封中約為 30%,在動(dòng)密封中約為 20%。
4、預(yù)壓縮量
O型圈安裝在溝槽里,為保證其密封性能,應(yīng)預(yù)留一個(gè)初始壓縮量。對于不同的應(yīng)用場合,相對于截面直徑 W 的預(yù)壓縮量也不同。通常,在靜密封中約為 15%-30%,而在動(dòng)密封中約為 9%-25%。
5、拉伸與壓縮
將 O型圈安裝在溝槽內(nèi)時(shí),要受到拉伸或壓縮。若拉伸和壓縮的數(shù)值過大,將導(dǎo)致 O形圈截面過度增大或減小,因?yàn)槔?1%相應(yīng)地使截面直徑 W 減小約 0.5%。對于孔用密封,O形圈最好處于拉伸狀態(tài),最大允許拉伸量為 6%;對于軸用密封,O 形圈最好延其周長方向受壓縮,最大允許周長壓縮量為 3%。
6、O型圈用作旋轉(zhuǎn)軸密封
O型圈也可用作低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及運(yùn)行周期較短的旋轉(zhuǎn)軸密封。當(dāng)圓周速度低于 0.5m/s時(shí),O型圈選擇可按正常設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);當(dāng)圓周速度大于 0.5m /s 時(shí),須考慮拉長的橡膠圈受熱后會(huì)收縮這一現(xiàn)象,故選擇密封圈使其內(nèi)徑比起被它密封的軸徑約大 2%,上述現(xiàn)象就可以避免。密封圈在溝槽中安裝后,導(dǎo)致密封圈受到徑向壓縮,O型圈圈在溝漕中形成微量波紋狀,從而改善了潤滑條件。
7、安裝壓縮力
安裝時(shí),壓縮力跟初始壓縮的程度和材料硬度有關(guān),圖示為每厘米密封周長上的單位壓縮力和截面直徑間的關(guān)系,用以估算安裝 O型圈時(shí)所需的總力大小。
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