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O形密封圈的密封原理

发布时间:2021-09-29 13:38:04 人气: 来源:

O形密封圈简称O形圈,是一种截面为圆形的橡胶圈。O形密封圈是液压、气动系统中使用最广泛的一种密封件。O形圈有良好的密封性,既可用于静密封,也可用于往复运动密封中;不仅可单独使用,而且是许多组合式密封装置中的基本组成部分。它的适用范围很宽,如果材料选择得当,可以满足各种运动条件的要求,工作压力可从1.333×105Pa的真空到400MPa高压;温度范围可从-60℃到200℃。

 

与其它密封型式相比,0形密封圈具有以下特点:

1)结构尺寸小,装拆方便。

2)静、动密封均可使用,用作静密封时几乎没有泄漏。

3)使用单件0形密封圈,有双向密封作用。

4)动摩擦阻力较小。

5)价格低廉。

 

O形密封圈是一种挤压型密封,挤压型密封的基本工作原理是依靠密封件发生弹性变形,在密封接触面上造成接触压力,接触压力大于被密封介质的内压,则不发生泄漏,反之则发生泄漏。在用于静密封和动密封时,密封接触面接触压力产生原因和计算方法不尽相同,需分别说明。

 

1、用于静密封时的密封原理

 

在静密封中以O形圈应用最为广泛。如果设计、使用正确,O形密封圈在静密封中可以实现无泄漏的密封。

 

O形密封圈装入密封槽后,其截面承受接触压缩应力而产生弹性变形。对接触面产生一定的初始接触压力Po。即使没有介质压力或者压力很小,O形密封圈靠自身的弹性力作用而也能实现密封;当容腔内充入有压力的介质后,在介质压力的作用下,O形密封圈发生位移,移向低压侧,同时其弹性变形进一步加大,填充和封闭间隙δ。此时,坐用于密封副偶合面的接触压力上升为Pm:

Pm=Po+Pp

式中Pp——经O形圈传给接触面的接触压力(0.1MPa)

Pp=K·P

K——压力传递系数,对于橡胶制O形密封圈K=1;

P一-被密封液体的压力(0.1MPa) 。

从而大大增加了密封效果。由于一般K≥1,所以Pm>P。由此可见,只要O形密封圈存在初始压力,就能实现无泄漏的密封。这种靠介质本身压力来改变O形密封圈接触状态,使之实现密封的性质,称为自封作用。

 

理论上,压缩变形即使为零,在油压力下也能密封,但实际上O形密封圈安装时可能会有偏心。所以,O形圈装入密封沟槽后,其断面一般受到7%一30%的压缩变形。静密封取较大的压缩率值,动密封取较小的压缩率值。这是因为合成橡胶在低温下要压缩,所以静密封O形圈的预压缩量应考虑补偿它的低温收缩量。

 

2、用于往复运动密封时的密封原理

 

在液压转动、气动元件与系统中,往复动密封是一种最常见的密封要求。动力缸活塞与缸体、活塞干预缸盖以及各类滑阀上都用到往复运动密封。缝隙由圆柱杆与圆柱孔形成,杆在圆柱孔内轴向运动。密封作用限制流体的轴向泄漏。用作往复运动密封时,O形圈的预密封效果和自密封作用与静密封一样,并且由于O形圈自身的弹力,而具有磨损后自动补偿的能力。但由于液体介质密封时,由于杆运动速度、液体的压力、粘度的作用,情况比静密封复杂。

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