型圈知识分享课件

广州加士特密封技术有限公司,0-Ring技术交流,王志基 2011-03-28,0-Ring技术交流,一、密封基理 二、 0-Ring材料 三、 0-Ring标准 四、设计建议 1、压缩率与容积率 2、预拉伸率和预压缩率 3、工作压力、间隙、材料硬度、挡圈 4、 导入倒角 五、失效形式,一、密封基理,橡胶密封圈可以被想象成不可压缩的，具有很高表面张力的“高粘度流体”。不论是受周围机械结构的机械压力作用，还是受液压流体传递的压力作用，这种“高粘度流体”在沟槽中“流动”，形成“零间隙”，或者说阻止了被其密封的流体的流动。橡胶的弹性补偿了制造和配合公差，其材料内部的弹性记忆是维持密封的重要条件。,装入沟槽 受到系统压力 0形圈挤出 0形圈失效,一、密封基理,1、O形圈安装后，未施加系统压力。此时O形圈受沟槽的机械压力，其截面已不是圆形，它关团了流体的通道。 2、在系统压力作用下， O形圈被迫挤向（但未挤进）配合面之间的狭窄间隙，从而获得了更大的接触面积和密封应力。 3、 O形圈所受压力达到了它的压力极限，有一小部分密封材料被挤进了沟槽间隙。 4、进一步加大系统压力，密封件的表面张力已不足以阻止“流动”，材料挤出到间隙中，导致O形圈啃伤失效。,二、 0-Ring材料,三、 0-Ring标准,四、设计建议,1、压缩率与容积率 O形圈安装在沟槽里，为保证其密封性能，应预留一个初始压缩量。压缩量过小则会直接导致泄漏，压缩量过大除了会增大摩擦力外还会导致材料的压缩永久变形。对于不同的应用场合，相对于截面直径的预压缩量也不同。 液压往复运动密封：12%20%（派克）；16%25%（国标） 旋转密封：3%10% 气动往复运动密封：10%18% （派克）；12%22% （国标） 气液轴向静密封(端面密封)：18 %27% （派克）；18%29% （国标） 气液径向静密封： 17%27% （派克）；17%27% （国标）,四、设计建议,轴向静密封,四、设计建议,四、设计建议,容积率是指密封件体积占沟槽体积的百分比。 O形圈密封的容积率一般为70%80%。为什么不是100%或者更多？ 1、O形圈装入沟槽后，承受一定的压缩，而橡胶材料本身是不可压缩的，所以应有容纳O形圈形变部分的空间。 2、处于油液中的O形圈，除了存在由于油液的浸泡而可能引起的橡胶材料的膨胀外，还有可能存在随着液体工作温度的升高，而引起橡胶材料的膨胀现象，所以沟槽必须留有一定的余量。 3、在运动状态下，能适应O形圈可能产生的轻微的滚动现象，如果O形圈截面填满了沟槽的截面，那么运动时的摩擦阻力将会特别大， O形圈无法滚动，同时引起严重的摩损。但沟槽也不能太宽，因为沟槽过宽时O形圈的游动范围很大，也容易造成O形圈的磨损。,四、设计建议,2、预拉伸率和预压缩率 将0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0形圈截面过度增大或减小，因为拉伸1%相应地使截面直径减小0.5%。对于孔用密封， 0形圈最好处于拉伸状态，最大允许拉伸量为6%，对于轴用密封， 0形圈最好延其周长方向受压缩，最大允许周长压缩量为3%，旋转运动密封在选取压缩时必须要考虑焦耳热效应，一般来说，旋转运转用的O形圈的内径要比轴径大3%5%，外径的压缩率为3%8%。 焦耳热效应：是指处于拉伸状态的橡胶受热产生收缩的现象。主要发生在旋转密封场合。 拉伸状态的作用：在安装O形圈时，为了使它在密封沟槽内不产生窜动，在用作往复运动密封时，不产生扭曲现象，一般使它处于某种程度的拉伸状态。,四、设计建议,国标的预拉伸率和预压缩率如下：,四、设计建议,3、工作压力、间隙、材料硬度、挡圈 最大允许挤出间隙和系统压力、O形圈截面直径以及和材料的硬度有关。通常，工作压力越高，最大允许挤出间隙取值越小，如果间隙超过允许值，就会导致O形圈被挤出损坏。 一般情况下， O形圈性能参数如下：,四、设计建议,工作压力、单边间隙、材料硬度之间的关系可参考如下数据:,四、设计建议,四、设计建议,四、设计建议,4、导入倒角 正确的沟槽设计可以从一开始就消除可能的损伤和密封失效。由于O形圈安装时受挤压，所以设计O形圈导入过程中接触的零件时，必须要有规定的倒角和圆角,四、设计建议,五、失效形式,1、安装损伤； 2、密封件卷曲； 描 述：密封件明显呈现卷曲 情况。 造成原因：沟槽尺寸不均匀，沟 槽表面粗糙，润滑不 足。,五、失效形式,扭曲现象：扭曲是指O形圈沿周向发生扭转的现象，扭曲现 象一般发生在动密封状态。O形圈如果装配妥善，并且使 用条件适当，一般不大容易在往复运动状态下产生滚动或扭曲。 引起扭曲损伤的原因很多，其中最主要的是由于活塞、活塞杆和缸筒间隙不均匀、偏心过大、 O形圈断面直径不均匀等造成，由于O形圈在一周多受的摩力不均匀， O形圈的某些部分摩擦过大，发生扭曲。通常，断面尺寸较小的O形圈，容易产生摩擦不均匀，造成扭曲。,五、失效形式,3、压缩永久变形； 描 述：密封件接触表面呈现 平面永久变形 造成原因：压力过大；温度过高； 材料没有完成硫化处 理；材料本身永久变 形率过高。,五、失效形式,4、挤出、间隙咬伤； 描 述：密封件有粗糙破烂的 边缘，一般通常在压 力低的一侧。 造成原因：间隙过大，压力过大， 材料硬度或弹性太低， 沟槽空间太小，间隙 尺寸不规则。,五、失效形式,5、磨损 描 述：密封件全部或部分密 封区域产生磨损，可 在密封表面找到材料 磨损的颗粒。 造成原因：密