O型圈在静密封场合的选用

O型圈在静密封场合的选用

第期总第年月

期

流体传动与控制而」,

型圈在静密封场合的选用龚步才深圳市爱力华实业有限公司广东深圳摘要该文剖析’型密封圈静密封的失效原因提出合理选型以及沟槽结构尺寸,

“

,

。

关键词静密封冷流压缩率拉伸量公差一

中图分类号

文献标识码

文章编号

一

以、

一

一

旧两种国标及其相关国际国外标准将有关月

,

型

胃

型圈密封是自发展以来最佳的最常用的最

、

、

简单的傻瓜式密封它并不需要多大的负载力即可实现零泄漏密封伴随着新的密封结构型式和新材料的不断涌现密封技术的发展取得了长足的型圈作为动密封的时代基本结束我们除了进步在一些短行程小直径的元件中还能偶尔见到它们作为动密封的身影外其余动密封场合都被后,

“

”

圈多年的设计使用经验与各界同仁共享其实只要我们了解型圈的密封机理掌握了型圈使用规律无论是内径还是外径作为基本尺,

、

。

,

“

”

,

、

寸都无关紧要知道

,

同样其断面尺寸的细微差别相对其,

,

较大的压缩率公差来说也可以忽略不计我们只要型圈的基本尺寸内径或外径和断面尺寸就可简单快捷地设计出型圈安装沟槽根本不需要面对烦琐的选型表格查表既浪费时间又容易、,

。

,

,

“

”

、

“

”

,

,

,

来居上的唇形密封组合密封等逐步取代而作为静密封它优良的零泄漏静密封性能简单的密封结构经济的性价比决定了它永远都不会落伍所以我们有必要更好的掌握它在静密封场合下的使,

、

。

因看花眼而出错下面介绍

。

“

”

、

型圈在静密封场合的选型与应用

。

。

,

密封失效的类型材质选择不正确,

用方法

。

型圈材料与工作介质”

无论是国际上还是国内都制订了相应的,

型

不匹配型圈部分地冷流到密封间隙中破损“

圈规格及其安装沟槽标准

,

我国也相继推出了两次和,

它的标准即准,

,

主要是以

新标相似不同之处与日本标准以型圈外径作为基本尺寸型圈内径作为基本尺寸与美,

旧标准

密封结构型式不合理沟槽尺寸设计不正确即压缩率拉伸量超,、

、

出使用范围沟槽加工精度表面粗糙度不符合要求、。

国标准

相似不

同之处仅在两者的。

,

型圈断,

面尺寸上有点细微差别,

解析失效的原因工作介质和工作温度

旧标准来说新标准相对规格更加齐全推荐的安装沟槽尺寸更加合理但是,

型圈的常用材质有丁晴橡胶、

、

氟橡胶

过于细化作为一个标准来讲越细化越好越准确越好但是这种细化给型圈的中低级用户使,

,

,

,

有些场合还会用到硅橡胶

、

氟硅橡胶

“

”

、

、

氯丁胶丁晴橡胶,,

、

乙丙橡胶

、

聚硫橡胶

用带来了不便他们觉得用,

新标准去选

等

。

型设计都很浪费时间所以有相当一部分用户仍沿旧标准因为旧标准相对简用,,

、

可用于石油基液压油、

和矿物基润滑脂以及水一乳化液水一乙二醇基抗

单一些这样就形成了我国新旧两种型圈标准并存的状况为方便用户使用为加速新标准的有效推广文中结合我国国情灵活运用新,,,,、

,

、

燃液压油但不能用于磷酸脂基抗燃液压油工作温,

度范围为一选用材质,,

其优特点是价格低廉优先当该材质不能满足工况要求时才考虑其。

℃

,

、

,

它材质它是应用最广泛材质收稿日期制造工艺。

一,

一,、

氟橡胶。

作者简介龚步方盐城工学院毕业从事液压气动元件的设计与现任深圳市爱力实业有限公司销售工程师

适应的所有工作介质外

,

除能可用于丁晴橡胶能还能用于磷酸脂基抗燃液

O型圈在静密封场合的选用

流

体传动与控制

年第,

期

其优特点是价格较贵一般用于丁晴橡胶不能适应的磷酸脂基抗燃液压油介质和须耐高温耐腐蚀的场合主要用于汽车石油化工航空等可用于石油基液压油和硅橡胶矿物基润滑脂不能用于上述提及的三种抗燃液压油工作温度范围为一在无菌的条件下生产用于食品制造医疗卫生系统它与其它材质相比其最重要的优点是无毒可适用的工作介质同氟硅橡胶℃集氟橡胶氟橡胶工作温度范围为一和硅橡胶的优点于一体既具有硅橡胶的耐高温和耐低温性能又具有氟橡胶耐腐蚀抗燃的性能特用于航天如外太空昼夜温差大及可能遭遇不明腐蚀介质地侵蚀,、

压油工作温度范围为一,

℃

,

、

时若仍用减小密封间隙的方法将势必因加工精度过高须增加工艺成本故一般改当,

,

,

用设置

型圈挡圈的方法来抵抗冷流的产生若,,

“

”

、

、

、

。

型圈受单侧介质压力则应在承压面即低压侧或

,

,

,

,

、

,

,

“

”。

“

”

,

,

,

,

、

无压侧加设一挡圈若型圈受双向交替介质压力则应在两侧各加一挡圈加挡圈后密封间隙仍按未加挡圈时设计一般静密封型圈只受单侧介质压力受双向交替介质压力的为特殊工况根据液压或气动系统工作压力的等级不同两密封配合面的孔和轴配合间隙大致可分为低温场合当时配合面孔缸径一般此或叮轴杆径的公差为,,,,

。

,

,

,

,

用公差配合常用于气动元件

。

当

‘

感,

和

时配合面孔缸径为圈挡圈。

杯轴杆径

的公差型

。

或

侣

,

但当,

时须设置,

氯丁胶具有良好的耐老化及盐水一℃主要用于制冷性能工作温度范围为空调系统如氟里昂乙丙橡胶能用于磷酸脂基抗燃液压油千万不能用于矿物油工作温度范围为,,、

。

,

,

热水高温气体弱酸的暖风及冷却系统和含磷酸脂基抗燃液压油如汽车制动液的车辆刹车系统聚硫橡胶、

℃可适用于耐蒸气,

、

、

、

。

用于燃料系统如汽,

油柴油煤油中防止密封件材料在吸人介质产生膨胀的同时又材料产生分解的有机溶剂介质场合工作温度范围为,

、

,

一

℃

。

聚四氟乙烯质工作温度范围为一

适用于任何工作介℃用于高压高温时,、

作

型圈挡圈材料“

。

消除冷流的三种方法

”

增加型圈的材质硬度对于大多数型圈密封场合邵氏的材质硬度便可获得最佳的密封效果故,,

土

“

型圈一,

般交货时正常材质硬度为邵氏或气动系统工作压力较高时一般,

士

当液压时,,

型圈材料被冷流到密封间隙的可能性增大此

“

”

时若需高硬度的,

型圈须特殊订货这会导致增加。

,

成本和延长交货期故一般不采用次方案减小密封间隙当落时在普通机床能满足加工精度且不增加工艺成本的前提下提高两密封配合面的配合精度减小孔轴,,

配合间隙是当

鉴。

时消除冷流的最经济时

“

”

、

最行之有效的方法

设置

型圈挡圈当

型圈材料易软化会增高温时高温场合加被挤出到密封间隙的可能如氟橡胶和氟硅橡胶用于高温场合时应将密封间隙进

一步减小至较低温度场合的一半为宜也可在当蛋时就加设挡圈合理选择密封结构沟槽型式密封结构设计型圈从孔端插入或从轴端套人时应在孔或轴端设置巧气倒角倒角高度应保证型圈放人沟槽后未压缩状态下不与倒角前端干涉而切圈图图图型圈通过外螺纹时要用专用装配工具套以防型圈被螺纹割伤图住螺纹型圈通过径向带小孔的内孔时内孔的小孔处应车出浅槽并两侧倒一角浅槽底径应大于型圈放入沟槽后未压缩状态下的外径图型圈受外压时焊接法兰型零件应将内端一巧面加工得比外端面凹人作用是以防焊接变形导致密封面不平受内压时焊接法兰型零件也常采用此结构图密封沟槽型式径向密封常用孔用径向密封最优先考虑的最常用的各类静密封图图轴用径向密封由于结构原因无法采用孔用径向密封时可考虑选用的常用各类静密封图端面密封又称轴向密封用于液压系统泵吸油滤油器等受外压吸油口及负压气动真空系统各接口处密封图,,,

。

、

。

,

、

、

、

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,

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,

。

,

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,

,

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·

、

。

·

,

。

·

、

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O型圈在静密封场合的选用

年

月

龚步才

型圈在静密封场合的选用

受内压用于液压系统各种压力油回油及正压气动系统接口处密封各种气体液体的防泄漏密封防水密封等图。、

·

、

。

。

焊接式锥密用虽然该型式的锥封管接头刃汀面配合的自定位能力可以补偿焊接或弯管的误差故密封性高抗震能力强但其有伸进距离故装卸接头非常不方便一般不建议使用图一,,,,,

·

锥面密封管接头用锥面密封逐渐淘汰

。

合理设计沟槽尺寸型圈压缩量过若沟槽设计时深度过深小或沟槽加工时公差波动向压缩量小的方向靠拢则会导致装配后型圈工作时泄漏若沟槽设计时型圈压缩量过大或沟槽加工时公差波深度过浅动向压缩量大的方向靠拢则会导致型圈材料应力松弛从而形成密封装置泄漏型圈装配后若沟槽设计时拉伸量过大将拉伸过度从而使材料过早老化引起密封装置泄,,

。

,

,

,

。

,

,

,

,

螺纹插装件用锥面密封螺纹插装阀压力及压差继电器温度及液位报警器等螺纹插装件用图、

·

、

漏

。

另外拉伸时,

,

型圈断面尺寸将随之减小若沟,,

,

,

。

三角沟槽密封淘汰

三角沟槽密封因其,

沟槽型式不合理,

安装后供形圈的膨胀空间太小很容易造成安装后被夹伤或被挤出故建议淘汰图。

,

槽深度不变同样拉伸量过大会导致压缩量过小而泄漏若沟槽设计时压缩量过大型圈装配后将淤积在沟槽内当轴端插人时会导致切圈总之只有适宜的拉伸量和压缩量才能有效保证型圈材料的长期使用寿命以及轻松方便地装。,

。

,

各密封沟槽型式的密封性能比较径向密封锥面密封端面常用密封三角沟槽密封

配

。

O型圈在静密封场合的选用

流体传

动

与控制

年第

期

沟槽尺寸表标准型圈断面直径姚

单位无

沟槽深度度

沟槽宽度挡圈

借旧国标

,

于

沟槽宽度单侧挡圈宁,

沟槽宽度双侧挡圈宁,

日本

标

准

新国标,

准美国标

液压径向静密封一般取缸径差,

的公活塞杆。

活塞类密封沟槽底径,

二

成一

选型时注意将,

型圈内径成

杆径

的公差

则选活塞类,

密封沟槽底径

的公差

类密封沟槽底径氏的公差

略小于姚使之安装在沟槽内略处于拉伸状态若差值过大也可选临近的规格碗活塞杆类密封沟槽底径氏选型时注意将型圈外径峨姚略大于魂使之安装在沟槽内略处于压缩状态若差值过大也可选临近的规格。,,

。

气动径向静密封一般取缸径成的公差杆径姚的公差则选活活塞类密封沟槽底径姚的公差塞杆类密封沟槽底径氏的公差,,

活塞类密封沟槽底径姚,

二

成一

选型时注意将,

型圈内径

略小于使之安装在沟槽内略处于拉伸状态若差值过大也可选临近的规格。

。

活塞杆类密封沟槽底径氏试,

姚

选型时注意将,

型圈外径

成略大于氏使之安装在沟槽内略处于压缩状态若差值过。

大也可选临近的规格液压气动端面静密封时沟槽外径瑞的公差时沟槽内径的公差

选端面密封,

端面密封

。

选型时注意将型圈外径峨成略大于祷使之安装在沟槽内略处于压缩状态选型时注意将型圈内径成型圈受外压型沟槽内径。略小于使之安装在沟槽内略处于拉伸状态,

型圈受内压型沟槽外径成

。

,

。

注

型圈断面直径成越大其密封性能越好故在结构尺寸允许的情况下应尽量选用断面直径成较大的型圈

设计时注意

,

,

,

,

。

以上沟槽深度和沟槽宽度包含液压气动的径向和端面两种沟槽型式

。

利用清华天河述简表可快速设计

华中天喻花型圈沟槽尺寸。

、

等多家国产

,

均支持的公差自动查询结合上

,

结合上表举例为例选型已知液压缸缸径型圈断面直径己二请设计该型圈孔用径向静密封沟槽根据上表查碗沟槽底径得,,

二‘,

一注意将

二

,

再查,

七

考

,

以旧国标

则可选选型。,,

型圈

若以日本标准型圈内径选得略小于姚,

。

故选以

型圈型圈外径作为基本尺寸,

,

O型圈在静密封场合的选用

年

月

龚步才

型圈在静密封场合的选用

以魏侣,

型圈内径作为基本尺寸

。

公二已知油缸杆径

二,

,

要保证

型圈外径成,

成略

以新国标。

为例选型,

,

大于禹价

可选十二

型圈。

即

,

型圈断面直径

请设计该,

型圈

满足条件则沟槽外径‘

轴用径向静密封沟槽根据上表查成得沟槽底妙‘径氏再查式型圈若以美国标准宁则可选选型注意将型圈外径试略大于氏,

如

再查一

七,

侣一,

型圈沟槽槽底粗糙度建议

两槽侧,

,

,

,

,

,

粗糙度建议一角各沟槽底径同轴度,

与沟槽相关的内外棱角须倒导向角粗糙度建议。

一一

级

故选·

型圈

。

即,

为例选型已知油泵吸油法。兰中型圈沟槽内径“型圈断面直径成请设计该型圈受外压型静密封沟槽可选要保证型圈内径略小于一型圈即满足条件略小于则户据上表查厂根得‘再查衅二令令宁,,

满足条件以旧国标

。

型圈的装配与保存装配要用专用工具并注意装配方法以防,,

型圈翻转

。

装配时要再沟槽中预涂润滑脂一

,

,

,

保存时置于干燥处的气密容器中温度宜在℃之间,。

,

,

参考文献【雷天觉主编新编液压工程手册

,

,

北京理工大学出版北京机械工业出版社江西科学技术出版

以新国标

为例选型已知油泵出口法,

社

兰中,

型圈沟槽内径

“

,

型圈断面直径成。,

蔡春源主编机电液设计手册〔李北云主编中国机械设计大典【社

请设计该型圈受内压型静密封沟槽根据上表查成得二宁沟槽外径

《

样本》《

样本》

形一司卜

月卜

日

月卜

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一

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一

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「

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一

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一月卜

「

月卜

‘

月卜

卜

月卜

月卜

月卜

上接第

页图

是泵检修前先导阀的结构,

,

阀杆和阀座由

密封面压紧密封而腔壁密封靠果装配不当或气流作用使)

型环,

实现如

型环偏移而不能隔断

和

处造成换向阀不能正常工作所以在实际操。

,

亡}飞

…洲}口国日日讨

一丫念

念一

作时无法增至使用压力改进不合理结构解决问题为了保证先导阀的有效密封我们将图阀座改成图阀座结构形式使型环固定在阀座上而不致产生偏移同时在阀杆上加个型环来和阀座密封从而实现了先导阀的有效动作然后仔细检查气动回路和液压回路消除泄漏并检查各部位的连接可靠性然后按合理顺序组装,,,,,

。

,

,

。

弹簧

一一

活塞

一

气缸

一一

阀杆

一

阀座一

、

、

、

一

型

密封环

缸座

一

弹簧

锁紧螺钉

活塞杆

检修完成后将泵进行增压试用气动和手动动而无任何异常现作正常能轻松增压至,,

。

图

检修后先导阀结构图

在该泵已运用到设备的检修中

。

一一

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