O形密封圈和密封圈槽的選配及應用

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O形密封圈和密封圈槽的選配及應用簡介
摘要    O形密封圈和密封圈槽尺寸的合理匹配是延長密封圈無泄漏密封壽命的必要保證。據此提出一種選配兩者尺寸的理論計算方法,並以Y341-148注水封隔器所選……
O形密封圈和密封圈槽的選配及應用正文

摘要    O密封圈密封圈槽尺寸的合理匹配是延長密封圈無泄漏密封壽命的必要保證。據此提出一種選配兩者尺寸的理論計算方法,並以Y341-148注水封隔器所選密封圈的計算為例說明,根據不同的密封圈可以計算出相應的密封圈的密封槽的尺寸。為保證密封圈長期有效地工作,還必須合理選擇其壓縮率、拉伸量和孔、軸配合精度等相關參數。選取壓縮率時,應考慮有足夠的密封面接觸壓力、盡量小的摩擦力和避免密封圈的永久性變形。估計到一半試製車間的加工水平和井下工具主要是靜密封的狀況,建議密封面的軸、孔配合應優先選用H8/e8

關鍵詞 密封圈  密封圈  選配  使用壽命

Selection of O-ring and calculation of O-ring groove size

Chen Aiping,Zhou Zhongya

(Research Institute of Oil Production Tehcnology, Jianghan Petroleum Administration, Qianjian City, Hubei Province)

Rational matching of O-ring and O-ringgrooves is of great importance to prolonging the service life of O-rings. A method for selecting O-ring was presented. The sizes of the O-ring glove can be calculated according to various O-rings. To ensure long-term and effective work of the ring, the compressibility, tensile dimension and bore-shaft matching accuracy should be properly selected.

Subject Concept Terms: O-ring, O-ring groove matching service life

O密封圈(以下簡稱密封圈)密封是最常用的一種密封方式,然而至關重要的是如何正確的選擇密封圈和設計密封圈槽尺寸。常規的方法是將密封圈套在寶塔上用遊標卡尺測量外徑,再確定其相應尺寸。這種方法的弊端是:(1密封圈是彈性體,外徑測量不準確;(2)在設計新工具時,往往沒有現成的密封圈,難以確定尺寸,其過盈量往往掌握不準確。過盈量太大時密封圈易被剪切損壞,太小又容易失封。針對這種情況,筆者提出一種選配密封圈的理論計算方法(指外密封圈),以供參考、討論。

密封圈的密封機理

密封圈蜜蜂屬於擠壓彈性體密封,是靠密封環預先被擠壓有彈性變形產生預緊力,同時,工作介質壓力也擠壓密封環,使之產生自緊力。也就是說,積壓彈性體密封屬於自緊式密封。

密封圈在截至壓力P1作用下,其受力狀況如圖1所示,產生的接觸壓力為

式中:

——介質壓力下的總接觸壓力,MPa

——密封圈初始壓力,稱之為預接觸壓力,MPa

——介質壓力經密封圈傳遞給接觸面的接觸壓力,成為介質作用接觸壓力,      ∆Pc=k P1, MPa 其中k為側壓係數,k=v/(1-v),對於橡膠密封件k0.9~0.985v密封圈材料的泊松比,對於橡膠密封件,v=0.48~0.496

要保持密封,必須保證Pc>P1,而∆Pc永遠小於P1,故應保持足夠的預接觸壓力Pco,即密封圈要有足夠的預壓縮率,才能保證密封。但是如果預壓縮率太大,又會影響密封圈的工作壽命,因此密封圈密封圈槽尺寸的合理匹配是延長密封圈無泄漏密封壽命的必要保證。

 密封圈密封圈槽的選配方法

密封圈的選配比較簡單,不再贅述,這裡只介紹一種外密封圈的選配方法。

假定孔、軸直接分別為Dd,所選密封圈D0Xd0,問題是如何確定密封圈槽的底徑D1,如圖2所示。

 

密封圈被套在密封圈槽上之後,一般都有一定的拉伸量,其斷面直徑d0變小了,假定變為d1,根據體積不變原理,則密封圈安裝前後的體積相等,即

 

            

式中,d2——拉伸后的密封圈截面直徑,mm

如此類推,可計算出d3,d1……,一般來說d2值就已達到要求,則密封圈槽底徑D1

 

在工作壓力8~16MPa範圍內,橡膠推薦硬度為70~80HS;16~32MPa範圍內,推薦硬度

80~90HS。應加強密封圈進貨質量檢驗。

5.建議

(1)     密封圈槽的尺寸和形狀應規範設計,不可隨心所欲

(2)     為保證密封圈長期有效地工作,必須合理選擇壓縮率(或過盈量)、拉伸量和

孔軸配合精度等。

(3)     密封圈密封圈槽的選配可由計算求得

參考文獻

[1]顧永泉,流體動密封,東營:石油大學出版社,1990:327~347

 

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