O形密封圈簡稱O形圈,,是一種截面為圓形的橡膠圈,。O形密封圈是液壓,、氣動系統(tǒng)中使用廣泛的一種密封件,。O形圈有良好的密封性,既可用于靜密封,,也可用于往復(fù)運(yùn)動密封中,;不僅可單獨(dú)使用,而且是許多組合式密封裝置中的基本組成部分,。它的適用范圍很寬,,如果材料選擇得當(dāng),可以滿足各種運(yùn)動條件的要求,,工作壓力可從1.333×105Pa的真空到400MPa高壓,;溫度范圍可從-60℃到200℃。
與其它密封型式相比,,O形密封圈具有以下特點(diǎn):
1)結(jié)構(gòu)尺寸小,,裝拆方便。
2)靜,、動密封均可使用,,用作靜密封時幾乎沒有泄漏。
3)使用單件O形密封圈,,有雙向密封作用,。
4)動摩擦阻力較小。
5)價格低廉,。
O形密封圈是一種擠壓型密封,,擠壓型密封的基本工作原理是依靠密封件發(fā)生彈性變形,在密封接觸面上造成接觸壓力,,接觸壓力大于被密封介質(zhì)的內(nèi)壓,,則不發(fā)生泄漏,反之則發(fā)生泄漏,。在用于靜密封和動密封時,,密封接觸面接觸壓力產(chǎn)生原因和計(jì)算方法不盡相同,需分別說明,。
1,、用于靜密封時的密封原理
在靜密封中以O形圈應(yīng)用最為廣泛。如果設(shè)計(jì)、使用正確,,O形密封圈在靜密封中可以實(shí)現(xiàn)無泄漏的絕對密封,。 O形密封圈裝入密封槽后,其截面承受接觸壓縮應(yīng)力而產(chǎn)生彈性變形,。對接觸面產(chǎn)生一定的初始接觸壓力Po,。即使沒有介質(zhì)壓力或者壓力很小,O形密封圈靠自身的彈性力作用而也能實(shí)現(xiàn)密封,;當(dāng)容腔內(nèi)充入有壓力的介質(zhì)后,,在介質(zhì)壓力的作用下,O形密封圈發(fā)生位移,,移向低壓側(cè),,同時其彈性變形進(jìn)一步加大,填充和封閉間隙δ,。此時,,坐用于密封副偶合面的接觸壓力上升為Pm
Pm=Po+Pp
式中Pp——經(jīng)O形圈傳給接觸面的接觸壓力(0.1MPa)
Pp=K·P
K——壓力傳遞系數(shù),對于橡膠制O形密封圈K=1,;
P——被密封液體的壓力(0.1MPa)。
由于一般K≥1,,所以Pm>P,。
由此可見,只要O形密封圈存在初始壓力,,就能實(shí)現(xiàn)無泄漏的絕對密封,。這種靠介質(zhì)本身壓力來改變O形密封圈接觸狀態(tài),使之實(shí)現(xiàn)密封的性質(zhì),,稱為自封作用,。理論上,壓縮變形即使為零,,在油壓力下也能密封,,但實(shí)際上O形密封圈安裝時可能會有偏心。所以,,O形圈裝入密封溝槽后,,其斷面一般受到7%—30%的壓縮變形。靜密封取較大的壓縮率值,,動密封取較小的壓縮率值,。這是因?yàn)楹铣上鹉z在低溫下要壓縮,所以靜密封O形圈的預(yù)壓縮量應(yīng)考慮補(bǔ)償它的低溫收縮量,。
2,、用于往復(fù)運(yùn)動密封時的密封原理
在液壓轉(zhuǎn)動、氣動元件與系統(tǒng)中,往復(fù)動密封是一種最常見的密封要求,。動力缸活塞與缸體,、活塞干預(yù)缸蓋以及各類滑閥上都用到往復(fù)運(yùn)動密封??p隙由圓柱桿與圓柱孔形成,,桿在圓柱孔內(nèi)軸向運(yùn)動。密封作用限制流體的軸向泄漏,。用作往復(fù)運(yùn)動密封時,,O形圈的預(yù)密封效果和自密封作用與靜密封一樣,并且由于O形圈自身的彈力,,而具有磨損后自動補(bǔ)償?shù)哪芰?。但由于液體介質(zhì)密封時,由于桿運(yùn)動速度,、液體的壓力,、粘度的作用,情況比靜密封復(fù)雜,。 當(dāng)液體在壓力作用下,,液體分子與金屬表面互相作用,油液中所含的“極性分子”在金屬表面上緊密而整齊的排列,,沿滑移面與密封件間形成一個強(qiáng)固的邊界層油膜,,并且對滑移面產(chǎn)生極大的附著力。該液體薄膜始終存在于密封件與往復(fù)運(yùn)動面之間,,它亦起一定的密封作用,,并且對運(yùn)動密封面的潤滑是非常重要的。但是對泄漏來講是有害的,。但往復(fù)運(yùn)動的軸向外拖出時,,軸上的液體薄膜便與軸一起拉出,由于密封件的“擦拭”作用,,當(dāng)往復(fù)運(yùn)動的軸縮回時,,該液體薄膜便被密封元件阻留在外面。隨著往復(fù)運(yùn)動行程次數(shù)增多,,阻留在外面的液體就越多,,最后形成油滴,這就是往復(fù)運(yùn)動式密封裝置的泄漏,。由于液壓油的粘度隨著溫度的升高而降低,,油膜厚度相應(yīng)減小,所以液壓設(shè)備在低溫下啟動時,,運(yùn)動開始時的泄漏較大,,隨著運(yùn)動過程中因各種損失引起溫度升高,,泄漏量有逐漸降低的趨勢。
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