密封件的合理選取對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)驗與體會，對O型密封件在動靜密封場合的設(shè)計原則、選型、預(yù)壓縮量、溝槽尺寸、裝配注意事項等作了詳細(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)簡單、性能可靠、價格低廉、易于選配等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用在各種動、靜密封場合。本文結(jié)合作者多年從事液壓氣動元器件設(shè)計的經(jīng)驗與體會，重點介紹O型圈的設(shè)計、選型及相關(guān)注意事項。
1、設(shè)計要點
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
在動密封應(yīng)用場合中，考慮到尺寸公差因素，對同一內(nèi)徑d1，推薦選用較大的截徑。在靜密封應(yīng)用場合中，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)用場合(動、靜密封)以及密封零部件的表面加工質(zhì)量。對于標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用場合，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，則材料的硬度需相應(yīng)提高。
1.2、O型圈安裝后的初始壓縮量
O型圈在安裝溝槽中的初始壓縮量(預(yù)壓縮量)是至關(guān)重要的，根據(jù)不同的應(yīng)用場合，O型圈的初始壓縮量建議如下：
1.3、拉伸和擠壓
O型圈安裝時允許有一定程度的拉伸和擠壓量，這種情況不會影響其密封效果。在用于徑向孔密封場合時，O型圈安裝時將會受到拉伸，即d3>d1。推薦拉伸量：取(2～5)%。在徑向軸密封場合時，O型圈安裝時將會受到擠壓，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，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。
