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0形密封圈和密封圈槽的选配及应用
摘要0形密封圈和密封圈槽尺寸的合理匹配是延长密封圈无泄漏密封寿命的必要保证。
据此提出一种选配两者尺寸的理论计算方法,并以Y341-148注水封隔器所选密封圈的计算为例说明,根据不同的密封圈可以计算出相应的密封圈槽尺寸。
为保证密封圈长期有效地工作,还必须合理选择其压缩率、拉伸量和孔、轴配合精度等相关参数。选取压缩率时,应考虑有足够的密封面接触压力、尽量
小的摩擦力和避免密封圈的永久性变形。顾及到一般试制车间的加工水平和井下工具主要是静密封的状况,建议密封面的轴、孔配合应优先选用H8/e8。
0形圈的安装沟槽
O形圈压缩量的大小主要由安装沟槽的结构和尺寸来保证。常用的沟槽形状有矩形和三角形,一般情况三角形仅用于某些固定密封。由于压缩量不同所以静密封、往复运动密封、选装运动密封的沟槽虽形状相似,但尺寸各不相同。
槽宽
槽宽主要从下面三个方面考虑:
1)必须大于O形圈压缩变形后的直径。
2)必须考虑到O形圈由于运动发热引起的膨胀和介质溶胀。
3)必须保证往复运动时槽内有一定的空间使O形圈滚动自如。一般认为,O形圈的截面面积至少应占据矩形截面面积的85%,在许多场合下取槽宽为0形圈截面直径的1.5倍。
注:沟槽太窄会增大运动时的摩擦阻力,O形圈磨损加大,易损;沟槽太宽使得O形圈的游动范围增大,也易磨损,且在静密封的脉动压力下,O形圈也可能产生脉动游动出现异常磨损。另外,当内压很高时必须用挡圈,槽宽应相应增大。
O型圈硬度的选择
1. O型圈的选圈硬度的选择
O型圈硬度的选择是比较重要的。如某电站水泵水轮机硬度为70(Shore)密封,常常剥落,甚至横向切断,后采用85~90(Shore)的密封圈,效果理想。
硬度低,安装方便,但容易出现剥落、安装损伤、挤出甚至压力爆炸。
硬度过高,安装不方便。
通常0形圈硬度40~90IRHD,但在使用中一般70IRHD是比较合适的,对于硅橡胶是例外,一般使用60IRHD。
2. O形圈的应用选择,必须对所有的工作参数及其相互影响予以考虑:
1)、工作压力
静密封
A径大于50mm的o形圈在5MPa以下工作时,不需要档圈;内径小于50mm的0形圈在10MPa以下不需要档圈;10-40MPa,必须使用档圈B:动密封
压力小于5MPa不需要档圈;压力大于5MPa必须使用档圈。
(2)、速度(与材料、应用有关):往复运动0.5m/s;旋转运动
0.5m/s。
(3)、温度:极端温度和连续工作温度都要考虑。动密封的摩擦升温也要注意。
(4)、介质:不同的材料对于不同介质有相容性,请选用时考虑。
0形圈的材料选用
O形圈材料选择主要考虑以下几点:
1)0形圈的工作状态是指O形圈用于静密封、动密封还是滑动密封。
2)机器的工作状态指机器处于连续工作还是断续工作,并考虑倒每次断续时间的长短,是否有冲击载荷作用在密封部位。
3)工作介质的情况工作介质是气体还是液体,并考虑其物理和化学性能。
4)工作压力压力大小,波动幅度和频率以及瞬时出现的压力等。
5)工作温度包括瞬时出现的温度以及冷热交替出现的温度。
6)价格与来源。
一般来说耐油用橡胶,耐天候和臭氧用氯丁橡胶,耐热用丙烯酸酯橡胶或氟橡胶,耐高压、耐磨用聚氨酯橡胶,耐寒同时又耐油用共聚氯醇橡胶等。
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