
橡膠O型圈
1.1 特性
O形圈密封是用于防止液體或氣體的泄露。密封由O形圈和金屬溝槽組成。O形圈由橡膠材料組成(圖1-1),具有圓形斷面的圓環(huán):通常由金屬制成的溝槽用于放置O形圈(圖1-2)。將上述兩部分結(jié)合起來,即組成了O形圈密封。
用于液體和氣體的 O 形圈密封的特點(diǎn)是不會泄露。這種“無縫隙”可通過多種方法實(shí)現(xiàn):焊接、錫焊、桿焊、表面搭接,或者在二中較硬元件之間部分或全部地放置一種較軟材料。O 形圈密封即屬于后一種。橡膠或者其他塑性材料可被認(rèn)為是一種表面具有高應(yīng)力、不可壓縮的粘性流體,由于 O 形圈對于壓縮(圖1-3)和系統(tǒng)壓力(圖1-4)有反彈性而實(shí)現(xiàn)密封。
O 形圈優(yōu)點(diǎn):
1、可適用于大范圍壓力、溫度和間隙場合。
2、易維修,不易損傷或再拉緊。
3、在拉緊中沒有臨界力矩規(guī)定,不會造成結(jié)構(gòu)損傷。
4、O 形圈通常所用空間較小,重量輕。
5、在許多場合,0 形圈可被重復(fù)使用,這一點(diǎn)是許多非彈性平面密封件不具有的優(yōu)點(diǎn)。
6、在正確使用條件下,壽命可達(dá)到 O 形圈材料老化期限。
7、O 形圈失效一般是逐漸的,并易于判斷。
8、盡管不同的壓縮量會產(chǎn)生不同的密封效果,但由于允許金屬與金屬的接觸,由此不會對 0 形圈產(chǎn)生影響。
9、具有很低的價(jià)格。
1.2 密封原理
橡膠密封圈可以被想象成為不可壓縮的、具有很高表面張力的“高粘度流體”。不論是受周圍機(jī)械結(jié)構(gòu)的機(jī)械壓力作用、還是受液壓流體傳遞的壓力作用,這種“高粘度流體”在溝槽中“流動”,形成“令間隙”,或者說阻止了被其密封的流體。橡膠的彈性補(bǔ)償了制造和配合公差,其材料內(nèi)部的彈性記憶是維持密封的重要條件。
圖 1-5 中,O 形圈安裝后,未施加系統(tǒng)壓力,此時(shí) O 形圈受溝槽的機(jī)械壓力,其截面已不是圓形,它關(guān)閉了流體的通道。
圖 1-6 中,在系統(tǒng)壓力作用下,O 形圈被迫擠向(但未擠進(jìn))配合面之間的狹窄間隙,從而獲得了更大的接觸面積和密封應(yīng)力。
圖 1-7 中,O 形圈所受壓力達(dá)到了它的壓力極限,有一部分密封材料被擠進(jìn)了溝槽間隙。
圖 1-8 中,進(jìn)一步加大系統(tǒng)壓力,密封的表面張力已不足阻止“流動”,材料擠出到開放的通道間隙中,導(dǎo)致 O 形圈擠出失效。
1.3 密封種類
靜密封
靜密封是指兩個(gè)相鄰的表面沒有相對運(yùn)動的密封(除去流體壓力造成的微小移動)。靜密封常見有:螺栓或鉚釘?shù)南虏棵芊狻⒐芙宇^連接處或者是蓋板或龍頭的底部密封。可以這樣講,“O 形圈是業(yè)已發(fā)明的最佳的靜密封。”之所以這樣,
主要是由于 O 形圈是“傻瓜式密封,"(在原件上或過拉時(shí))不需要再加張緊力,并且在保證 O 形圈正確使用時(shí),人為的
錯(cuò)誤因素可以不考慮。O 形圈并不需要大的負(fù)載力即可實(shí)現(xiàn)零泄漏密封。
動密封
動密封是指被密封的部件之間存在相對運(yùn)動。由于存在運(yùn)動,O 形圈產(chǎn)生位移。在液壓缸中,O 形圈可用于活塞或者
活塞桿密封,特別適用于短行程、小直徑缸中。無數(shù)的 O 形圈成功地被用在液壓、流體、甚至是在壓縮空氣的動密封上。
在很多場合,O 形圈被用于長行程、大直徑缸內(nèi)。若正確使用,O 形圈的壽命可以與所密封的元件壽命一樣。 影響動密
封的因素有:擠出、往復(fù)、表面粗糙度和材料硬度。在設(shè)計(jì)過程中,將這些因素考慮周全是十分重要的。