液壓橡膠密封件(O型圈)的密封機(jī)理
密封件的密封機(jī)理涉及兩個因素,一個是腔體的密封,主要是密封件外緣(靜態(tài)部件)在腔體中的定位;二是密封唇口與旋轉(zhuǎn)軸表面接觸的動態(tài)密封,這是密封件O型圈的zui重要功能。
密封件O型圈的密封唇接觸區(qū)的密封機(jī)理對密封件所起的密封功能具有極其重要的意義,它取決于:密封唇的設(shè)計、彈性材料的結(jié)構(gòu)、表面的粗糙度等。密封唇的徑向力、密封唇的角度設(shè)計和唇尖與彈簧中心的距離設(shè)計的綜合作用,產(chǎn)生了一種對軸面不對稱分布的接觸壓力:在油側(cè)壓力zui大并陡升增加;在空氣側(cè)壓力呈小角度衰減。在過盈量(密封唇的內(nèi)徑在自由狀態(tài)、無負(fù)荷情況下設(shè)計為比軸的直徑略小)的配合下,接觸壓力的這種不對稱分布,與旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的圓周環(huán)形緊箍力的聯(lián)合作用,導(dǎo)致密封唇接觸區(qū)的結(jié)構(gòu)特性變形。這種密封彈性體變形結(jié)構(gòu)是油封試運(yùn)轉(zhuǎn)時形成的,對密封性能起著決定性作用。因此,密封件O型圈需要一個試運(yùn)轉(zhuǎn)的磨合期。螺旋線的影響加上軸的旋轉(zhuǎn),由這種變形構(gòu)造產(chǎn)生向油側(cè)的泵吸作用。
密封件O型圈密封唇口滑動面的摩擦特性受流體的粘度與滑動速度支配,在這個滑動面上有油膜存在。密封件O型圈與軸的相互滑動表面就在這個油膜分離的潤滑狀態(tài)下運(yùn)動,因此保持摩擦力小,磨損少。在密封件O型圈滑動接觸面上油的流動是從大氣側(cè)流向油側(cè)又從油側(cè)流向大氣側(cè)的循環(huán)。滑動面的潤滑良好,可防止磨損的進(jìn)行,由此沒有泄漏。可見,對油封密封唇唇口材料,唇部形狀這兩個因素進(jìn)行微妙控制從而影響密封件O型圈的潤滑特性和密封原理,是至關(guān)重要的。
- O型圈在閥門密封中的作用
O型圈屬于擠壓式密封,也就是說它是以壓縮變形來達(dá)到密封目的,是擠壓式密封件中用量zui多的一種,約占50%。所以,O形圈會得到如此廣泛應(yīng)用是與它的特點是分不開的:①密封效果好,適于靜止、往復(fù)和旋轉(zhuǎn)密封;②結(jié)構(gòu)簡單,生產(chǎn)容易,且占用空間小,密封緊湊;③裝配簡便,容易更換;④使用范圍廣泛;⑤不需要調(diào)整;⑥摩擦力小;⑦單價便宜;⑧可密封兩個方向。因此,廣泛用于飛機(jī)、汽車、油壓、氣壓設(shè)備、真空設(shè)備、電子設(shè)備、石油化學(xué)裝置以及高真空超高壓元件上。使用溫度從一80~250℃,O形圈尺寸為1~3000mill,斷面直徑為1~30mm。另外,在微型裝置、精密儀器等部門也廣泛應(yīng)用。
而O型圈在閥門密封中的應(yīng)用,的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、密封可靠、啟閉靈活、流量調(diào)節(jié)準(zhǔn)確的閥門。設(shè)計閥門密封O型圈方案,一般有以下三點:
1、通過閥芯的設(shè)計將閥桿與閥瓣組合為一個整體;
2、在閥芯中段設(shè)O型密封圈凹槽并安放O型密封圈實現(xiàn)閥芯與閥體之間的動密封;
3、閥芯由閥桿螺母驅(qū)動在閥體內(nèi)做直線運(yùn)動實現(xiàn)閥門的啟閉。簡化了閥門的結(jié)構(gòu),減小了操作扭矩和密封件磨損,同時提高了閥門的使用性能和維護(hù)的便捷性。
O型圈是如何工作的?
O形圈是密封的zui簡單,zui常見的類型為廣泛的靜態(tài)和動態(tài)的應(yīng)用之一。 O型密封圈槽的設(shè)計是相對簡單的。通過以下為槽形狀發(fā)達(dá)的規(guī)則時,獲得了一種經(jīng)濟(jì)和可靠的密封。O型密封圈的傾向,返回到原來的形狀時,橫截面被壓縮的基本原因的O型密封圈,使一個很好的密封。基本上,一個O型密封圈密封件是由一個彈性的圓形橫截面成設(shè)計的O型密封圈槽的,提供一個初始壓縮。
壓縮的O型密封圈所需要的力是硬度和橫截面直徑的結(jié)果。 O型密封圈的拉伸通過減小的橫截面,這減少了O形圈的密封潛在影響的密封壓縮。在零或非常低的壓力下,橡膠化合物的天然彈性提供了密封。密封性能可以通過增加徑向擠壓得到改善。這種增加在擠壓可具有較高的壓力動態(tài)密封的不利影響。徑向擠壓提供了O型密封圈和保持它在安裝位置的槽之間的摩擦力。工程化以變形,橡膠化合物向上流動至擠壓間隙,*密封其防止泄漏,直到所施加的壓力是足以克服摩擦力和變形的O型密封圈進(jìn)入小擠出間隙(假設(shè)橡膠已達(dá)到其在壓力下流動的限制,力進(jìn)一步增加將導(dǎo)致失敗通過剪切或擠壓)。
槽的目的是提供在密封的初始力跨越一個軸在7%到30 %,壓縮力通常是垂直于該力施加的范圍內(nèi)。有在對其他軸線的槽的自由體積。當(dāng)施加壓力時,O型密封圈會向槽的低壓側(cè)移動。密封壓力被傳遞到表面被密封,這實際上比等于初始干擾壓力的量所施加的流體壓力高。增大所施加的壓力造成的密封件和配合表面之間的干涉的應(yīng)力。雖然這種情況仍然存在,O型密封圈將繼續(xù)正常并可靠地向上傳播到幾百磅的力。