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密封结构设计ppt.ppt
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1、O型圈密封结构设计型圈密封结构设计1xxxxx20 xx-xx-xx2O型圈密封结构设计型圈密封结构设计1 1、O O型圈概述型圈概述2 2、O O型圈密封原理和要求型圈密封原理和要求3 3、O O型圈材料特性及选择型圈材料特性及选择4 4、O O型圈密封的设计原则型圈密封的设计原则5 5、O O型圈密封沟槽设计型圈密封沟槽设计6 6、O O型圈的性能型圈的性能7 7、O O型圈失效型圈失效8 8、O O型圈的变形发展型圈的变形发展9 9、O O型圈生产制造型圈生产制造1010、问题、问题31.0 O型圈概述型圈概述O 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型圈是一
2、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41.1 O型圈特点型圈特点特点:特点:1 1尺寸小装拆方便尺寸小装拆方便2 2动静密封均可用动静密封均可用3 3静密封几乎没有泄漏静密封几乎没有泄漏4 4单件使用双向密封单件使用双向密封5 5动摩擦力小动摩擦力小6 6价格低价格低52.1 O2.1 O型圈密封原理型圈密封原理 O 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P Psealseal,P Pw w P Psealseal时,将不会泄漏。时,将不会泄漏。P Pm m=P=P0 0+P+Pp p,P Pp p=K=K
3、P P。P Pm m=P=P0 0+K+KP P K K为介质压力传递给为介质压力传递给O O型圈压力的系数(对橡胶,型圈压力的系数(对橡胶,K=1K=1;对无缝钢管?复合密封圈?);对无缝钢管?复合密封圈?)因此,只要因此,只要O O型圈存在初始压力,就可实现无泄漏的绝对密封。型圈存在初始压力,就可实现无泄漏的绝对密封。O O型圈密封是一种自密封结构。型圈密封是一种自密封结构。62.22.2 O O型圈密封压缩变形率选择型圈密封压缩变形率选择 理论上理论上0 0压缩也可实现密封,实际是不可能的。压缩也可实现密封,实际是不可能的。偏心偏心 工作载荷下,工作载荷下,O O型圈拉伸,变细,就可能泄
4、漏型圈拉伸,变细,就可能泄漏 低温低温 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)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)一般断面有一般断面有7%-30%7%-30%的压缩变形率,静密封取大的压缩率(的压缩变形率,静密封取大的压缩率(15%-30%15%-30%),动密封取小的压缩率(),动密封取小的压缩率(9-25%9-25%)偏心偏心72.32.3 O O型圈受内压、外压选择型圈受内压、外压选择 受内压受内压 O O型圈外径与沟槽外径相同型圈外径与沟槽外径相同 受外压受外压 O O型圈内径与沟槽内径相同型圈内径与沟槽内径相同 防止出现在工作压力
5、下出现防止出现在工作压力下出现O O型圈直径变小。型圈直径变小。将将 O 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 O形圈截面过度增大或形圈截面过度增大或减小,因为拉伸减小,因为拉伸1%1%相应地使截面直径相应地使截面直径W W 减小约减小约0.5%0.5%。对于孔用(内压)密封,。对于孔用(内压)密封,O O形圈最好处于拉伸状态,最形圈最好处于拉伸状态,最大允许拉伸量为大允许拉伸量为6%6%;对于轴用(内压)密封,;对于轴用(内压)密封,O O 形圈最好延其周长方向受压缩,最大允许周长压缩量
6、为形圈最好延其周长方向受压缩,最大允许周长压缩量为3%3%。受内压受内压受外压受外压82.42.4 O O型圈挤出原理型圈挤出原理92.4 O2.4 O型圈允许挤出间隙型圈允许挤出间隙 最大允许挤出间隙最大允许挤出间隙gmax gmax 和系统和系统压力,压力,O O 形圈截面直径以及材料硬形圈截面直径以及材料硬度有关。通常,工作压力越高,最度有关。通常,工作压力越高,最大允许挤出间隙大允许挤出间隙gmax gmax 取值越小。如取值越小。如果间隙果间隙g g 超过允许范围,就会导致超过允许范围,就会导致O O 形圈挤出甚至损坏形圈挤出甚至损坏,当压力超过当压力超过5MPa5MPa时,建议使用
7、挡圈时,建议使用挡圈 材料硬度压力MPa O形圈截面直径W 1.78 2.62 3.53 5.33 7.00 邵氏硬度A70 3.50 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15 7.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10 10.50 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08 邵氏硬度A80 3.50 0.10 0.13 0.15 0.18 0.20 7.00 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15 10.50 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10 14.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08 17.50 0.02 0.02
8、0.03 0.03 0.04 邵氏硬度A90 3.50 0.13 0.15 0.20 0.23 0.25 7.00 0.10 0.13 0.15 0.18 0.20 10.50 0.07 0.09 0.10 0.13 0.15 14.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10 17.50 0.04 0.05 0.07 0.08 0.09 21.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08 35.00 0.02 0.03 0.03 0.04 0.04 102.42.4 O O型圈允许挤出间隙型圈允许挤出间隙112.52.5 O O型圈压缩量选择型圈压缩量选择液压液压-气动气
9、动-静密封静密封液压液压-动密封动密封气动气动-动密封动密封和材料有关的和材料有关的O O形圈圆周方向的压缩力形圈圆周方向的压缩力123.03.0 O O型圈材料特性型圈材料特性133.13.1 O O型圈材料特性比较图型圈材料特性比较图143.23.2 O O型圈材料特性排序型圈材料特性排序153.33.3 O O型圈材料硬度型圈材料硬度163.43.4 O O型圈材料特性型圈材料特性173.53.5 O O型圈材料耐化学性型圈材料耐化学性183.63.6 O O型圈材料耐温性型圈材料耐温性193.73.7 O O型圈材料选择原则型圈材料选择原则外界因素:外界因素:1 1,工作状态:动密封,
10、静密封;连续工作,间断工作等,工作状态:动密封,静密封;连续工作,间断工作等2 2,工作介质:液体、气体还是两相流,及介质的物理化学性能,与介质相容性,工作介质:液体、气体还是两相流,及介质的物理化学性能,与介质相容性3 3,工作压力:介质工作压力高低,压力波幅,瞬时最大压力,工作压力:介质工作压力高低,压力波幅,瞬时最大压力4 4,工作温度:瞬时温度和冷热交变温度,工作温度:瞬时温度和冷热交变温度5 5,成本来源:成本低,来源广,成本来源:成本低,来源广O O型圈的硬度硬度:型圈的硬度硬度:一般为一般为70-9070-90邵氏硬度,静密封选低值邵氏硬度,静密封选低值7070,旋转密封取高值,
11、旋转密封取高值8080,极少采用,极少采用9090。204.04.0 O O型圈设计原则型圈设计原则通则:通则:O O型圈密封是挤压式密封,设计主要内容为型圈密封是挤压式密封,设计主要内容为O O型圈的压缩和拉伸。型圈的压缩和拉伸。O O型圈直径压缩和拉伸。型圈直径压缩和拉伸。a a,压缩量过小:泄漏,压缩量过小:泄漏 b b,压缩量过大:应力松弛引起泄漏,压缩量过大:应力松弛引起泄漏 c c,拉伸量过大:界面直径减少太大而引起泄漏,拉伸量过大:界面直径减少太大而引起泄漏4.0 4.0 压缩率设计:压缩率设计:W%=(dW%=(d0 0-h)/d-h)/d0 0。a a,有足够的密封接触面积,
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