密封件的合理選取對(duì)液壓元器件的性能和使用壽命起著很重要的作用。結(jié)合作者長期從事這方面的工作中積累的一些經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)，對(duì)O型密封件在動(dòng)靜密封場(chǎng)合的設(shè)計(jì)原則、選型、預(yù)壓縮量、溝槽尺寸、裝配注意事項(xiàng)等作了詳細(xì)敘述，供同行參考。
O型圈具有良好的密封性，密封壓力在1.33×10-5Pa到100MPa范圍內(nèi)，因其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、價(jià)格低廉、易于選配等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在各種動(dòng)、靜密封場(chǎng)合。本文結(jié)合作者多年從事液壓氣動(dòng)元器件設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)，重點(diǎn)介紹O型圈的設(shè)計(jì)、選型及相關(guān)注意事項(xiàng)。
1、設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1.1、O型圈尺寸和材料硬度的選擇
1)尺寸選擇原則
(1)O型圈的截徑d2的選擇原則。圖1為O型圈的尺寸圖。為了達(dá)到最好的密封效果，O型圈的截徑d2應(yīng)盡可能選大些。
圖1 O型圈尺寸圖
在動(dòng)密封應(yīng)用場(chǎng)合中，考慮到尺寸公差因素，對(duì)同一內(nèi)徑d1，推薦選用較大的截徑。在靜密封應(yīng)用場(chǎng)合中，選用較大截徑比選用較小截徑更加安全可靠。
(2)O型圈的內(nèi)徑d1的選擇原則。O型圈內(nèi)徑d1的選擇原則請(qǐng)參照文中1.3和1.9的相關(guān)內(nèi)容。下面推薦表1所示的數(shù)據(jù)，供選擇O型圈尺寸時(shí)參考。
表1 O型圈尺寸選擇的參考數(shù)據(jù)
O型圈材料的硬度取決于工作壓力、間隙值和應(yīng)用場(chǎng)合(動(dòng)、靜密封)以及密封零部件的表面加工質(zhì)量。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用場(chǎng)合，推薦材料硬度為邵爾A70，而在高壓(20MPa以上)或承受脈沖壓力工況時(shí)，則材料的硬度需相應(yīng)提高。
1.2、O型圈安裝后的初始?jí)嚎s量
O型圈在安裝溝槽中的初始?jí)嚎s量(預(yù)壓縮量)是至關(guān)重要的，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，O型圈的初始?jí)嚎s量建議如下：
1.3、拉伸和擠壓
O型圈安裝時(shí)允許有一定程度的拉伸和擠壓量，這種情況不會(huì)影響其密封效果。在用于徑向孔密封場(chǎng)合時(shí)，O型圈安裝時(shí)將會(huì)受到拉伸，即d3>d1。推薦拉伸量：取(2～5)%。在徑向軸密封場(chǎng)合時(shí)，O型圈安裝時(shí)將會(huì)受到擠壓，即da>d6。推薦擠壓量：取(1～3)%。
O型圈拉伸和擠壓量計(jì)算公式如下：
式中d1———O型圈內(nèi)徑(mm)；da———da=d1+2d2，其中d2表示O型圈截徑(mm)；d3———徑向孔密封中溝槽底徑(mm)；d6———徑向軸密封中溝槽底徑(mm)；δ1———拉伸量；δ2———擠壓量。
1.4、安裝溝槽的填滿率
O型圈安裝溝槽常用的矩形面積應(yīng)大于O型圈截面積約為25%。
這樣，當(dāng)O型圈與化學(xué)物質(zhì)接觸而引起體積增大及縮小時(shí)，安裝溝槽就有足夠的空間來適應(yīng)。同樣，介質(zhì)的壓力作用于O型圈表面，使之提高所需接觸壓力以達(dá)到較好的密封效果。
安裝溝槽填滿率的計(jì)算方法為：
矩形安裝溝槽是常用的一種形式，其側(cè)面可加工成0°～5°的傾斜度，若采用擋圈，則側(cè)面必須是垂直的，如圖2所示。O型圈截徑d2與倒角r1、r2的關(guān)系見表2。
