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文档简介
O型圈密封结构设计11精选ppt2021最新O型圈密封结构设计1、O型圈概述2、O型圈密封原理和要求3、O型圈材料特性及选择4、O型圈密封的设计原则5、O型圈密封沟槽设计6、O型圈的性能7、O型圈失效8、O型圈的变形发展9、O型圈生产制造10、问题2精选ppt2021最新1.0O型圈概述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3精选ppt2021最新1.1O型圈特点特点:1尺寸小装拆方便2动静密封均可用3静密封几乎没有泄漏4单件使用双向密封5动摩擦力小6价格低4精选ppt2021最新2.1O型圈密封原理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Pseal,Pw>Pseal时,将不会泄漏。Pm=P0+Pp,Pp=K×P。Pm=P0+K×PK为介质压力传递给O型圈压力的系数(对橡胶,K=1;对无缝钢管?复合密封圈?)
因此,只要O型圈存在初始压力,就可实现无泄漏的绝对密封。O型圈密封是一种自密封结构。5精选ppt2021最新2.2
O型圈密封压缩变形率选择
理论上0压缩也可实现密封,实际是不可能的。
偏心工作载荷下,O型圈拉伸,变细,就可能泄漏
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)一般断面有7%-30%的压缩变形率,静密封取大的压缩率(15%-30%),动密封取小的压缩率(9-25%)偏心6精选ppt2021最新2.3
O型圈受内压、外压选择
受内压O型圈外径与沟槽外径相同
受外压O型圈内径与沟槽内径相同防止出现在工作压力下出现O型圈直径变小。将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O形圈截面过度增大或减小,因为拉伸1%相应地使截面直径W减小约0.5%。对于孔用(内压)密封,O形圈最好处于拉伸状态,最大允许拉伸量为6%;对于轴用(内压)密封,O形圈最好延其周长方向受压缩,最大允许周长压缩量为3%。受内压受外压7精选ppt2021最新2.4
O型圈挤出原理8精选ppt2021最新2.4O型圈允许挤出间隙最大允许挤出间隙gmax和系统压力,O形圈截面直径以及材料硬度有关。通常,工作压力越高,最大允许挤出间隙gmax取值越小。如果间隙g超过允许范围,就会导致O形圈挤出甚至损坏,当压力超过5MPa时,建议使用挡圈
材料硬度压力MPaO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
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
0.049精选ppt2021最新2.4
O型圈允许挤出间隙10精选ppt2021最新2.5
O型圈压缩量选择液压-气动-静密封液压-动密封气动-动密封和材料有关的O形圈圆周方向的压缩力11精选ppt2021最新3.0
O型圈材料特性12精选ppt2021最新3.1
O型圈材料特性比较图13精选ppt2021最新3.2
O型圈材料特性排序14精选ppt2021最新3.3
O型圈材料硬度15精选ppt2021最新3.4
O型圈材料特性16精选ppt2021最新3.5
O型圈材料耐化学性17精选ppt2021最新3.6
O型圈材料耐温性18精选ppt2021最新3.7
O型圈材料选择原则外界因素:1,工作状态:动密封,静密封;连续工作,间断工作等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3,工作压力:介质工作压力高低,压力波幅,瞬时最大压力4,工作温度:瞬时温度和冷热交变温度5,成本来源:成本低,来源广O型圈的硬度硬度:一般为70-90邵氏硬度,静密封选低值70,旋转密封取高值80,极少采用90。19精选ppt2021最新4.0
O型圈设计原则通则:O型圈密封是挤压式密封,设计主要内容为O型圈的压缩和拉伸。O型圈直径压缩和拉伸。a,压缩量过小:泄漏b,压缩量过大:应力松弛引起泄漏c,拉伸量过大:界面直径减少太大而引起泄漏4.0压缩率设计:
W%=(d0-h)/d0。a,有足够的密封接触面积b,避免永久变形c,摩擦力尽量小圆柱静密封:10%-15%,平面静密封:15%-30%。往复运动密封:10%-15%。
旋转动密封:内径比轴大3%-5%,外径压缩率为3%-8%。
低摩擦用密封:一般为5%-8%,考虑介质和温度引起的膨胀,如超过15%,重新选材。20精选ppt2021最新4.1
O型圈设计原则4.1拉伸率设计:
W%=(d0+d)/(d0+d1)。
O型圈装入轴中后,一般会有拉伸,如果无拉伸,装配时容易脱出,如拉伸过大,会导致O型圈截面积减少太多,出现泄漏。
一般其拉伸量为1%-5%。21精选ppt2021最新4.2
O型圈设计原则4.2接触宽度设计:O形圈装入密封沟槽后,其横截面产生压缩变形。变形后的宽度及其与密封面的接触宽度都和O形圈的密封性能,其值过小会使密封性受到影响。
O形圈变形后的宽度Bo(mm)与O形圈的压缩率W和截面直径do有关,可用下式计算
Bo=(1/(1-W)-0.6W)do
(W取10%~40%)
O形圈与密封面的接触面宽度b(mm)也取决于W和do:
b=(4W^2+0.34W+0.31)do(W取10%~40%)一般情况,考虑到压力脉动和抽真空的需求,Bo应接近于槽宽,对于气体介质的密封,Bo应比槽宽小0.1-0.2mm;对于液体介质的密封,Bo应比槽宽小0.2-0.5mm。
同时Bo不应大于槽宽,否则承压后可能会减小密封接触宽度,同时减小密封接触应力而导致泄漏。
有压力脉动时,槽宽过大会导致O型圈来回偏移,出现磨损;槽宽过小会导致O型圈填满沟槽,导致阻力过大。bBo22精选ppt2021最新5.0
O型圈沟槽设计5.0O型圈沟槽设计:
槽体积比O型圈体积大15%左右。设计参数:形状,尺寸,精度,粗糙度,对于动密封,需要计算相对运动间隙。原则:容易加工,尺寸合理,精度容易保证,拆装方便。a,有压缩3%-30%的压缩。b,在介质中膨胀,温升膨胀。c,太窄磨损,太宽滚动磨损。
23精选ppt2021最新5.1
O型圈沟槽设计5.2O型圈沟槽深度设计:
槽深的设计决定O型圈的设计压缩量,沟槽深度加上间隙小于O型圈自由状态下O型圈的线径。O型圈的压缩量由内径压缩量δ’和外径压缩量δ”构成。
δ’<δ”,O型圈安装时受压缩;拆卸时O型圈有弹跳;常用于旋转密封。
δ’=
δ”,O型圈安装时未受压缩;最为常用。
δ’>
δ”,O型圈安装时受拉伸;用于滑动密封,如活塞密封。
5.3O型圈沟槽槽口和槽底圆角设计:
槽口圆角:防止O型圈装配时出现割伤和刮伤。R=0.1~0.2mm
过大,过小会出现什么情况?(挤出和割伤)
槽底圆角:防止出现应力集中,
动:R=0.1~1.0mm,静:R=d0/2mm,
24精选ppt2021最新5.3
O型圈沟槽设计5.4O型圈沟槽槽口和槽底圆角设计:
槽口圆角:防止O型圈装配时出现割伤和刮伤。R=0.1~0.2mm
过大,过小会出现什么情况?(挤出和割伤)
槽底圆角:防止出现应力集中,
动:R=0.1~1.0mm,静:R=d0/2mm,
5.5O型圈沟槽表面粗糙度设计:
静密封:Ra=6.3~3.2,
动密封:Ra=1.6,
旋转密封:轴凹槽:Ra=0.4或更小。A,采用什么样的工艺来加工沟槽比较好。B,沟槽的粗糙度过大或过小会出现什么问题。
25精选ppt2021最新5.4
O型圈沟槽设计5.6O型圈挡圈设计:
目的:防止O型圈在工作时出现间隙咬伤和挤出实效。
使用:单向受压,一个挡圈;双向受压,两个挡圈。
26精选ppt2021最新5.5
O型圈沟槽设计5.7O型圈沟槽型式和公差:详见GB/T34523
27精选ppt2021最新5.6
O型圈沟槽设计5.8O型圈密封常见型式:
轴向密封径向密封接头密封闷塞密封28精选ppt2021最新6.0
O型圈性能抗磨损
29精选ppt2021最新6.1
O型圈性能密封性能
30精选ppt2021最新6.2
O型圈密封要求稳定性
31精选ppt2021最新6.3
O型圈性能抗挤出性
32精选ppt2021最新6.4
O型圈性能贴合性
33精选ppt2021最新7.0
O型圈失效7.0O型圈失效:
O型圈常见的失效原因有材料问题、压缩变形、间隙咬伤、扭曲现象、磨料磨损、表面粗糙度不当和焦耳效应等。
压缩变形,如右图所示:
34精选ppt2021最新7.1
O型圈失效7.1O型圈失效:
O型圈磨损,如右图所示:
35精选ppt2021最新7.2
O型圈失效7.2O型圈失效:
O型圈安装损坏,如右图所示:
36精选ppt2021最新7.3
O型圈失效7.3O型圈失效:
O型圈爆破失效,如右图所示:
37精选ppt2021最新7.4
O型圈失效7.4O型圈失效:
O型圈热损伤和氧化,如右图所示:
38精选ppt2021最新7.5
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