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O型圈密封结构设计
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Li Qiang
2011-01-07
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O型圈密封结构设计
1、O型圈概述
2、O型圈密封原理和要求
3、O型圈材料特性及选择
4、O型圈密封的设计原则
5、O型圈密封沟槽设计
6、O型圈的性能
7、O型圈失效
8、O型圈的变形发展
9、O型圈生产制造
10、问题
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O型圈概述
O型圈是一种界面形状为圆形的橡胶圈,是液压气动中应用最广泛的密封件
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O型圈特点
特点:
1尺寸小装拆方便
2动静密封均可用
3静密封几乎没有泄漏
4单件使用双向密封
5动摩擦力小
6价格低
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O型圈密封原理
O型圈密封是一种挤压型密封。当密封件产生初始形变和应力Pseal,Pw>Pseal时,将不会泄漏。
Pm=P0+Pp,Pp=K×P。 Pm=P0+K×P
K为介质压力传递给O型圈压力的系数(对橡胶,K=1;对无缝钢管?复合密封圈?)
因此,只要O型圈存在初始压力,就可实现无泄漏的绝对密封。 O型圈密封是一种自密封结构。
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O型圈密封压缩变形率选择
理论上0压缩也可实现密封,实际是不可能的。
偏心工作载荷下,O型圈拉伸,变细,就可能泄漏
低温橡胶收缩,变细,可能泄漏(低温会造成橡胶加速老化,失去补偿能力)
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(9-25%)
偏心
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O型圈受内压、外压选择
受内压 O型圈外径与沟槽外径相同
受外压 O型圈内径与沟槽内径相同
防止出现在工作压力下出现O型圈直径变小。
将 O 形圈安装在沟槽内时,要受到拉伸或压缩。若拉伸和压缩的数值过大,将导致O形圈截面过度增大或减小,因为拉伸1%相应地使截面直径W %。对于孔用(内压)密封,O形圈最好处于拉伸状态,最大允许拉伸量为6%;对于轴用(内压)密封,O 形圈最好延其周长方向受压缩,最大允许周长压缩量为3%。
受内压
受外压
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O型圈挤出原理
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O型圈允许挤出间隙
最大允许挤出间隙gmax 和系统压力,O 形圈截面直径以及材料硬度有关。通常,工作压力越高,最大允许挤出间隙gmax 取值越小。如果间隙g 超过允许范围,就会导致O 形圈挤出甚至损坏,当压力超过5MPa时,建议使用挡圈
材料硬度
压力MPa
O形圈截面直径W





邵氏硬度A70
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邵氏硬度A80
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邵氏硬度A90
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O型圈允许挤出间隙