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        O形橡胶密封圈用沟槽尺寸设计计算

        时间:2019-11-081664 次浏览

        信息摘要:对O形橡胶密封圈密封沟槽的尺寸进行了一般的推导和编程计算,以期用于各种标准的和非标的O形密封圈在不同工况下的矩形及三角形沟槽设计计算。

        O形圈密封是使用最广泛的一种密封方法,其有结构简单、密封良好、摩擦力小、占据空间小等优点,它既可用于往复密封、旋转及螺旋运动的密封,也可以用于静密封。正确设计O形橡胶密封圈所用的沟槽尺寸对于充分发挥其密封能力具有重要意义。

        1、矩形沟槽的尺寸设计

        矩形沟槽

        矩形沟槽应用广泛,动静密封皆宜。图1中矩形槽深度H用于压缩O形圈截面,若H沿轴向就是轴向(平面)密封,沿径向则代表径向(圆柱)密封。

        H=(1-K)W

        式中:W为O形圈截面直径;K为O形圈密封的截径压缩率,一般静密封时K=15~25,往复密封时K=12~17,旋转密封时K=5~10或由试验曲线确定。

        以沟槽小径作为定位直径时,沟槽定位直径do应大于等于O形圈内径d,使O形圈在安装时处于初拉伸状态,设a为O形圈密封的直径伸缩率(一般为0~0.03),则do=(a+1)d。以沟槽大径作为定位直径do时,do应小于等于(d+2W),使O形圈在安装时处于初收缩状态,do=(-a+1)(d+2W)。

        矩形槽宽度B用于容纳O形圈,对于径向(圆柱)密封:

        矩形槽

        式史:V为O形圈的体积,V=π2/4(d+W)W2;γ为体积溶胀率,一般可取γ=0.15-0.2,静密封取大值,动密封取小值。

        对于轴向密封,静密封应使O形圈应靠住压力所指向的槽壁。当受外压时要求O形圈靠内壁(小径定位),此时

        O形圈

        初估可按B=(1.3~1.5)W取值,如果设置有防挤入挡圈,则需加上挡圈厚度。建议槽底圆角半径R<0.06W,槽棱圆角半径<0.03W。

        2、三角形沟槽的尺寸设计

        三角形沟槽

        三角形沟槽尺寸紧凑,多用于静密封,如图2所示,在与矩形沟槽相同的截面压缩量(W-H)时,可以推导出三角形沟槽直角边长度A:

        三角形沟槽尺寸计算

        此时的体积容胀率γ,对于小径定位(小径靠直边)有

        三角形沟槽尺寸计算

        3、应用计算

        O形橡胶密封圈的标准及非标规格系列较多,有MS29513、BS4518、DIN3771/1、ISO601/1、JS2401、SMS586、GB3452.1等,截面直径各不相同。将文中公式及参数编入程序,大大方便了设计计算,如O形圈内径为140mm的GB3452.1液压气动用O形密封圈,其系列截面直径所对应的静密封沟槽设计尺寸范围计算见表1。

        O形圈沟槽设计尺寸范围

        4、结束语

        本文对O形橡胶密封圈用沟槽尺寸的设计计算进行了初步探讨,试图建立通用于各种标准的和非标的O形橡胶密封圈在不同工况下的矩形及三角形沟槽尺寸计算公式,以方便工程应用。


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