O形圈密封是一种典型的挤压型密封方式。其密封效果主要取决于O形圈尺寸与沟槽尺寸的正确匹配,形成合理的密封圈压缩量和拉伸量。在密封装置的设计和加工过程中,O形圈的压缩率和拉伸量的控制是关键。
一、压缩率
压缩率W是描述O形圈自由状态与工作状态之间截面直径变化的重要参数。计算公式如下:
W = (do - h) / do %,其中do为O形圈在自由状态下的截面直径,h为O形圈槽底与被密封表面的距离。选择合适的压缩率需考虑三个方面:足够的密封接触面积、小摩擦力以及避免永久变形。
二、拉伸量
O形圈装入密封沟槽后,会有一定的拉伸量,其大小也会影响O形圈的密封性能和使用寿命。
三、接触宽度及其他因素
O形圈的横截面产生压缩变形后,其宽度及其与轴的接触宽度都关系到密封性能。O形圈的材料、沟槽的设计和尺寸、以及使用条件(静密封或动密封)等都会影响其密封效果。
四、密封沟槽的设计
沟槽的形状、尺寸、精度和表面粗糙度等都是设计时需要考虑的因素。沟槽既要便于O形圈的装拆,又要保证其具有必要的压缩量。对于动密封,还需确定相对运动间隙。设计的原则是:加工容易、尺寸合理、精度容易保证。
五、材料选择与挡圈
合成橡胶O形圈是常用的密封材料,其尺寸由国际标准确定。为提高密封性能和耐用性,有时会使用挡圈,特别是对于高压和高间隙的场合。聚四氟乙烯是常用的挡圈材料,因其具有工作精度高、耐化学品性能优异等特点。