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O形密封圈密封詮釋

2021.09.07

O 形密封圈簡稱O 形圈，是一種截面為圓形的橡膠圈。O 形密封圈是液壓、氣動體系中利用的一種密封件。O 形圈有良好的密封性，既可用于靜密封，也可用于往回生動密封中；不僅可單獨利用，而且是很多組合式密封裝置中的基本組成局部。它的實用范疇很寬，假如資料抉擇切當(dāng)，可能滿意各種活動前提的請求，工作壓力可從 1.333×105Pa 的真空到400MPa 高壓；溫度范疇可從-60℃到200℃。與其它密封型式比較，O形密封圈存在以下特點： 1）結(jié)構(gòu)尺寸小，裝拆便利。

2）靜、動密封均可利用，用作靜密封時多少乎不泄漏。

3）利用單件O形密封圈，有雙向密封作用。

4）動摩擦阻力較小。

5）價格低廉。

O 形密封圈是一種擠壓型密封，擠壓型密封的基本工作原理是依附密封件產(chǎn)生彈性變形，在密封接觸面上造成接觸壓力，接觸壓力大于被密封介質(zhì)的內(nèi)壓，則不產(chǎn)生泄漏，反之則產(chǎn)生泄漏。在用于靜密封跟動密封時，密封接觸面接觸壓力產(chǎn)生起因跟盤算方法不盡雷同，需分辨說明。

1、用于靜密封時的密封原理

在靜密封中以O(shè) 形圈利用為普遍。假如設(shè)計、利用正確，O 形密封圈在靜密封中可能實現(xiàn)無泄漏的密封。

O 形密封圈裝入密封槽后，其截面蒙受接觸緊縮應(yīng)力而產(chǎn)生彈性變形。對接觸面產(chǎn)生一定的初始接觸壓力Po。即便不介質(zhì)壓力或者壓力很小，O 形密封圈靠自身的彈性力作用而也能實現(xiàn)密封；當(dāng)容腔內(nèi)充入有壓力的介質(zhì)后，在介質(zhì)壓力的作用下，O 形密封圈產(chǎn)生位移，移向低壓側(cè)，同時其彈性變形進一步加大，填充跟封閉縫隙δ。此時，坐用于密封副偶合面的接觸壓力回升為Pm ：

Pm=Po Pp

式中? Pp——經(jīng) O 形圈傳給接觸面的接觸壓力（0.1MPa）

Pp=K P

K——壓力傳遞系數(shù)，對橡膠制 O 形密封圈K=1；

P——被密封液體的壓力（0.1MPa）。

從而大大增加了密封后果。因為個別K≥1，所以Pm＞P。由此可見，只有O 形密封圈存在初始壓力，就能實現(xiàn)無泄漏的密封。這種靠介質(zhì)自身壓力來轉(zhuǎn)變O形密封圈接觸狀況，使之實現(xiàn)密封的性質(zhì)，稱為自封作用。

實際上，緊縮變形即便為零，在油壓力下也能密封，但實際上O 形密封圈裝置時可能會有偏心。所以，O 形圈裝入密封溝槽后，其斷面?zhèn)€別受到7％—30％的緊縮變形。靜密封取較大的緊縮率值，動密封取較小的緊縮率值。這是因為合成橡膠在低溫下要緊縮，所以靜密封O 形圈的預(yù)緊縮量應(yīng)考慮彌補它的低溫緊縮量。

2、用于往回生動密封時的密封原理

在液壓轉(zhuǎn)動、氣動元件與體系中，往復(fù)動密封是一種常見的密封請求。能源缸活塞與缸體、活塞干涉缸蓋以及各類滑閥上都用到往回生動密封?？p隙由圓柱桿與圓柱孔形成，桿在圓柱孔內(nèi)軸向活動。密封作用限度流體的軸向泄漏。用作往回生動密封時，O 形圈的預(yù)密封后果跟自密封作用與靜密封一樣，并且因為O形圈自身的彈力，而存在磨損后主動彌補的才干。但因為液體介質(zhì)密封時，因為桿活動速度、液體的壓力、粘度的作用，情況比靜密封龐雜。

當(dāng)液體在壓力作用下，液體分子與金屬名義彼此作用，油液中所含的‘性分子’在金屬名義上周到而整潔的排列，沿滑移面與密封件間形成一個強固的邊界層油膜，并且對滑移面產(chǎn)生的附著力。該液體薄膜始終存在于密封件與往回生動面之間，它亦起一定的密封作用，并且對活動密封面的潤滑是十分重要的。然而對泄漏來講是有害的。但往回生動的軸向外拖出時，軸上的液體薄膜便與軸一起拉出，因為密封件的‘擦拭’作用，當(dāng)往回生動的軸縮回時，該液體薄膜便被密封元件阻留在外面。隨著往回生動行程次數(shù)增多，阻留在外面的液體就越多，后形成油滴，這就是往回生動式密封裝置的泄漏。因為液壓油的粘度隨著溫度的升高而降落，油膜厚度相應(yīng)減小，所以液壓設(shè)備在低溫下啟動時，活動開端時的泄漏較大，隨著活動進程中因各種喪失引起溫度升高，泄漏量有逐步降落的趨勢。

O 形圈作為往復(fù)式密封，結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小，可能降落元件價格。重要用在：

1）低壓液壓元件中，個別限于短行程跟10MPa 左右的中等壓力。

2）小直徑、短行程以及中等壓力的液壓滑閥中。

3）氣動滑閥跟氣動缸中。

4）作為組合式往復(fù)動密封裝置中的彈性體。

O 形圈作為往復(fù)動密封適合小直徑、短行程、中低壓力的利用處合，氣動缸、氣動滑閥等往回生動元件中。在液壓元件中，用O 形圈作重要動密封，個別限于短行程跟 10MPa 左右的中低壓力。O 形圈不合實用作速度十分低的往復(fù)動密封跟單獨作為高壓往復(fù)動密封。這重要是因為在這種前提下摩擦較大，會導(dǎo)致密封過早生效。在型式利用中，都要依據(jù)密封件的額定數(shù)據(jù)或才干來利用，并且要裝配切當(dāng)，才干得到滿意的機能。

3、旋轉(zhuǎn)活動用密封

在旋轉(zhuǎn)活動密封中，通常采取油封跟機械密封。然而油封的利用壓力較低，而且與O 形圈比較，顯得過大跟龐雜，工藝性也差。機械密封誠然可用于高壓（40MPa ）、高速（50m/s）及高溫（400℃），然而結(jié)構(gòu)更加龐雜、宏大，而且本錢高，只實用于石油、化工等作用的一些重型機械設(shè)備上。

O 形圈用于旋轉(zhuǎn)活動存在的重要問題是焦耳熱效應(yīng)。焦耳熱效應(yīng)使高速的旋轉(zhuǎn)軸與O 形圈的接觸處產(chǎn)生磨擦熱，生成的熱量使這些接觸部位的溫度一直回升，橡膠資料受熱重大變形，緊縮量與伸長量產(chǎn)生變更的景象。發(fā)熱還加速密封資料老化，降落了O 形圈的利用壽命；破壞密封油膜，由此引起斷油景象，加速密封的磨損。

基于上述情況，近年來國內(nèi)外旋轉(zhuǎn)活動用 O 形圈進行了普遍深刻的研究。為了避免呈現(xiàn)焦耳熱效應(yīng)，要害在于依據(jù)橡膠的機能來正確地抉擇設(shè)計O 形圈的結(jié)構(gòu)參數(shù)，重要是O 形圈的拉伸量跟緊縮率。依據(jù)實驗，將旋轉(zhuǎn)活動用O 形圈設(shè)計成內(nèi)徑與旋轉(zhuǎn)軸直徑相等或稍大些，個別大3％~5％，在裝置O 形圈時，從內(nèi)徑向里緊縮，并將斷面的緊縮量也設(shè)計得小一些，個別約為5％。并且，盡量采取受熱量影響小的密封資料，充分考慮O 形圈裝置處的散熱問題。這樣就使O 形圈的工作情況大為改良，可利用于轉(zhuǎn)速達4m/s 的旋轉(zhuǎn)軸的密封。

近年來又呈現(xiàn)了耐熱氟橡膠跟耐磨聚氨酯橡膠，并且對橡膠元件工作的焦耳熱效應(yīng)有了更深刻的理解，并針對此問題研究解決計劃，設(shè)計出了新的O 形圈密封結(jié)構(gòu)，使O 形圈可能更好的利用與高速、高壓的旋轉(zhuǎn)活動。

O 形密封圈因為其存在體積小，結(jié)構(gòu)簡單、本錢低、工藝機能好、實用范疇普遍等特點，正普遍地在旋轉(zhuǎn)活動式密封裝置中推廣。

佛山市恒耀密封有限公司

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