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O型密封圈基础知识

作者:机械圈日期:2022-05-12浏览:423分类:液压传动

O型密封圈基础知识

O型密封圈(O-rings)是一种截面为圆形的密封胶圈,因其截面为O型,故称其为O型圈,是液压、气动密封系统中Z为常见的密封件之一。

01、O型圈的特点

1)O型圈既可作为静态密封,也可以用在部件之间有相对运动的动态应用中,如液压缸活塞、旋转,动摩擦力小。

O型密封圈基础知识

2)除了动静通用性能,O型圈还可实现双向密封,节省成本。

3)由于O型圈通常由橡胶(如丁腈橡胶)制成,成本较为低廉。

4)结构简单,安装、拆卸方便。

5)制作简易,来源广。

02、O型圈如何实现密封?

1)预密封作用

密封圈压缩→密封面变形→初始压缩应力

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8~25%的压缩量产生预应力起预密封作用。

2)自密封作用

有效密封=初始应力+流体压力>流体压力

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流体压力P传递给接触面而形成的接触应力分布。

*挤压型密封圈密封原理

总的Z大接触压力:P3max = P1max + k P

式中: P——流体压力

k——流体压力传递系数 K≈1

P1max——Z大初始接触压力

P3max——总的Z大接触压力

当P3max>P 时,即可以保证可靠的自密封。

03、O型圈密封条件

1)压缩变形率的选择

由于O型圈用的合成橡胶材料是属于粘弹性材料,所以初期设定的压紧量和回弹堵塞能力经长时间的使用,会产生永久变形而逐渐丧失,Z终发生泄漏。永久变形和弹力消失是O形圈失去密封性能的主要原因。

一般断面有7%~30%的压缩变形率,静密封取大的压缩率(15%-30%),动密封取小的压缩率(8%-25%)。

2)O型圈受内压、外压的选择

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3)O型圈挤出原理

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4)O型圈允许挤出间隙

通常,工作压力越高,Z大允许挤出间隙数值越小。如间隙数值超过允许范围,O圈将被挤出甚至损坏。因此,当压力超过5Mpa时,建议配合挡圈使用。

O型密封圈基础知识
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04、O型圈的常用材质

丁腈橡胶,(NBR)耐摩性、耐油性优良,且价格便宜,性价比高。

氟橡胶,(FKM)各种性能均优良,特别在耐高温领域表现优异,价格较高。

氢化丁腈橡胶(HNBR),可耐较宽温度范围,耐水、油,综合性能良好。

聚氨酯橡胶,(PU)机械强度优良,硬度容许范围较广,但耐化学药品性较差。

硅橡胶,(SI)耐热性优良,但机械强度较差。且价格偏高。

乙丙橡胶,(EPDM)耐候性优良,且价格便宜。耐油性、耐燃性较差。

05、O型圈的密封要求

1. 密封性能

密封性是指密封件阻止液/气体流动的能力。

2. 稳定性

稳定性是指密封件在沟槽中抵抗扭曲和移位的能力。

3. 抗挤出性

抗挤压是指密封件在压力下阻止流体流入间隙的能力。

4. 贴合性

贴合性是指密封件贴合、阻挡缸体表面杂质的性能。

06、O型圈密封失效的几种原因

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安装损坏:硬件部分存在锐边;弹性体尺寸不合适;弹性体模量硬度低;弹性体表面受到污染。

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过度压缩:设计不当,未考虑热涨或化学浸泡引起的体积膨胀或过度压缩。

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磨损:密封表面粗糙,温度过高;运行环境中含有杂质;O型圈表面处理不佳等。

07、O型圈选型的重要原则

工作状态:动密封,静密封,或旋转密封等。

工作频率:连续工作还是间断工作。

使用的工况条件(关键)

工作压力:

介质工作压力高低,压力波幅,瞬时Z大压力;

工作温度:

常规使用温度、瞬时温度和冷热交变温度等;

介质:

液体、气体物理化学性能,与介质相容性;

成本来源:性价比高、来源广。

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08、O型圈的常见组合密封圈

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O圈常与聚四氟乙烯滑环、挡圈等搭配使用,作为弹性体,对聚四氟乙烯滑环施加预紧力。

常见的O圈组合密封有:

活塞密封GSF, JPW, JAQ2/5, JPGO等;

活塞杆密封JPNO, JPNC, JBRS, GSI等;

防尘密封GSZ2/5,JPT1/2;

旋转密封GNS, GRS, JDRA, JDRI等。

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