O形密封圈沟槽的安装要求
安装时O形圈沿圆周方向受到压缩,由于内径处的压缩变形量小,接触压力低,可用于活塞等处的运动密封以减小摩擦阻力,但这种结构在拆卸时,O形圈会出现弹跳现象。
沟槽的表面粗糙度要求,对于静密封用O形圈,槽壁的表面粗糙度Ra=6.3~3.2μm;往复运动用0形圈,因工作时密封圈会在槽内滚动,槽壁与槽底的表面粗糙度Ra≤1.6μm;旋转运动用的形圈一般是静止的,为了减小摩擦,要求轴的表面粗糙度为Ra=0.4μm或者抛光处理。沟槽底部的圆角主要是为了避免该处产生应力集中面设计的,同时槽底加工过程中无圆角时刀具很容易磨损或断裂,所以其大小要适宜,根据使用经验圆角半径可取0.2~0.5mm。槽口处的圆角可以防止0形圈装配时刮伤,但该圆角太大时容易使0形圈发生“挤出”现象,所以一般取圆角半径0.1~0.2mm。
选择密封圈应考虑的因素
(1)密封介质
密封圈材料对密封介质的化学耐蚀性是选择密封圈的首要条件,同时还应考虑介质的比重、粘度等物理性能,以及与介质有关的抗高温氧化性、抗溶剂性和抗渗透性等,通常情况下,气体的密封比液体要困难得多。
(2)工作温度
除了高或低的工作温度耐受要求外,工作温度的波动还会引起材料蠕变,在设备运转一段时间后,密封圈材料容易发生软化、蠕变及应力松弛现象,降低密封圈的密封性能。在室温下大多数密封圈材料没有大的蠕变,不影响密封性能,但随着温度的升高(超过100℃)蠕变变得严重。当连接法兰密封部位的温度高于200℃时,应在密封圈和法兰的接触面上涂覆密封胶。这样不但可以提高密封效果,而且可以防止密封圈与法兰在高温下粘接,其缺点是会给检修或更换密封圈带来困难。
沟槽间隙和挡圈
O形密封圈用于动密封时,往复运动的活塞与缸壁之间必须有一定的间隙,其大小与介质的工作压力和O形圈材料的硬度有关。
为了避免发生“挤出”现象,设计原则是:密封介质的压力越大,设计时应保证工作点在大的密封压力以下。正确选择脚镣硬度及沟槽间隙可以有效地防止O形圈的挤出破坏。防止挤出破坏的另一个措施是采用保护挡圈。安有挡圈的O形圈在个高压作用下,首先向挡圈靠拢。随着压力的增加,O形圈与挡圈互相挤压。
由于它们都是弹性体,二者同时发生变形,并向上下扩展,以避免发生挤出现象。动密封用O形圈,当工作压力高于10MPa时,如单向受压,就在O形圈受压方向的对侧设置一个挡圈;如双向受压,则应在O形圈两侧各放一个挡圈;而对于静密封,压力超过32MPa时,也应该使用挡圈。