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。
氯丁橡胶、丁腈橡胶材料密封圈的性能
丁腈橡胶是橡胶密封圈中最常见的材料,具有优良的耐油性,其耐油性仅次于聚硫橡胶和氟橡胶,同时具有较好的耐磨性和气密性,广泛用于制作耐油密封圈,如O形密封圈,适用于一般的液压、气动系统,使用温度为-40~120℃。丁腈橡胶通过特殊加氢处理可以得到氢化丁腈橡胶密封圈,其强度高、耐油、耐磨、耐热、耐老化,一般用于高温、高速的往复密封和旋转密封圈。
氯丁橡胶密封圈具有良好的耐油和耐溶剂性能,能用于齿轮油和变压器油,但不耐芳香族油。氯丁橡胶对于无机酸也有良好的耐蚀性。此外,氯丁橡胶密封圈还具有良好的挠曲性和气密性,可制成膜片或真空用的密封圈。由于氯丁橡胶密封圈具有良好的粘接性能,所以还被广泛地用作胶粘剂。氯丁橡胶密封圈的缺点是耐寒性和电绝缘性差。橡塑胶材料弹性量大、强度高,性能类似于氢化丁腈橡胶,使用温度为-30~80℃,常用于制作O形、Y形密封圈、防尘圈等,应用于工程机械及高压液压系统的密封。
O形密封圈的压缩率
压缩率过小,会使密封件能下降,容易引起液压系统泄漏;而压缩率过大,会增大运动阻力和密封圈的磨损。O形密封圈通常推荐使用的压缩变形率低为8%,高为30%,对特殊要求的低摩擦的场合,较低可取5%。当密封表面化糙度欠佳时,高可取到40%。一般来说,对于静密封、往复运动密封和回转运动密封的0形密封圈,其压缩率应分别控制到15%~25%、10%~20%和5%~10%的范围内,才能取得满意的密封效果。而用于气动密封时,压缩率通常取5%~6%。
旋转轴用0形密封圈,必须考虑焦耳效应,即橡胶在拉伸状态下受热会剧烈收缩。如果0形圈的内径比轴径小,O形圈在轴上处于拉伸状态。当轴旋转时,轴与0形圈的内表面摩擦生热,使处于拉伸状态的0形圈产生收缩,对旋转轴进一步抱紧。而对轴抱得越紧,产生的摩擦热越多;摩擦热越多,则对轴抱得越紧。如此恶性循环下去,则将引起导热性能极差的橡胶0形圈烧坏。为了排除该影响,O形圈在旋转轴上不允许呈拉伸状态。设计标准中通常取旋转运动用的0形圈的内径比