0形密封圈及密封结构
0形密封圈是一种断而为圆形的橡胶圈,简称0形圈,是工业中使用最为普遍的密封元件,结构简单、尺寸紧凑、密封性好、成本低。最早的0形密封圈以天然橡胶制成,在下水道管接头处使用,1940年,耐油性良好的丁腈橡胶和耐候性能良好的氯丁橡胶相继研制成功,用它制成的0形圈被广泛用于煤气、油品和大部分化学品的密封。在第二次世界大战中,丁腈橡胶0形圈用于飞机的高压液压操纵系统。O形密封圈适用于各种介质、温度和压力的要求,广泛应用于液压气动系统,以及泵类、风机、压气机、搅拌机、石油化工机械等领域。
0形密封圈属于典型的挤压型结构形式,在各种挤压型密封结构中最简单,应用也最广。它在真空设备、液压及空压系统的密封中得到广泛应用,也作为其他动密封(如机械密封、浮动环密封等)的重要辅助零件,还可作为容器法兰、管道法兰等接头部位的静密封件使用。
密封圈设计的基本要求
不同机器对密封圈性能的要求是不同的,在密封圈设计及类型选择使用时,应根据具体情况具体分析比较决定。对密封圈主要性能的要求如下:
(1)允许泄漏量。在密封圈设计中重要的要求是泄漏量,它由密封圈的用途决定。保证机器设备正常工作所允许的泄漏率称为允许泄漏率,允许泄漏率一般根据设备的具体情况决定,没有统一的标准。
(2)摩擦。摩擦会导致发热及密封圈的磨损,甚至损坏零件密封面,是引起密封圈失效及泄漏的主要原因。接触密封的摩擦主要取决于材料的摩擦系数和润滑条件。
(3)磨损。有摩擦就会引起磨损,磨损必然降低密封圈的性能,缩短机器的使用寿命。密封圈和旋转轴表面的磨损量取决于密封形式、密封圈材料以及流体的润滑性。填料密封对轴的磨损较大,尤其是当介质中含有磨料时磨损速度更快。
(4)尺寸。密封装置应尽量紧凑,结构尺中的限制应当由机器总体确定。
密封圈的使用温度和压力
每种密封圈材料都有其高使用温度,超过此温度,密封圈的力学性能发生劣化,包括抗拉强度、回弹率和承载能力等。橡胶粘接石棉或非石棉纤维材料在高温下还会发生分解、粉化或永久变形。另外,高温下材料的蠕变松弛速度也大大加快。每种密封圈也有较大的使用压力,密封圈材料的较高使用压力往往随温度的增加而降低。比如厚度为1.6mm的橡胶粘接芳纶纤维板,当使用压力为10MPa时,其较高使用温度为120℃,如果将工作温度提高到200℃,那么较大使用压力将下降到6MPa。因此,对于非金属材料的密封圈,常用压力与温度的乘积pT值来表示该密封圈材料允许的较高使用温度和较大使用压力的匹配关系。