1998年 第 4期(总 第 54期) 华北石油设计
/O型密封圈的设计与应用
J~2 J/1D 胡继栋· H\
(胜利石油管理局勘察设计研究腕)
摘要 末文 简述 了O型密封 圈的优缺点和工作原理}系统地介绍 了O 型密封 圈
的设计与应用和几个重要参敷的计算;指出'应用中应注意的事项。
主趣词 。型密封圈 静密封 动密封 设计 赢 j+1
一 — —
~ 0
1 引言
密封圈是设备工作时防止介质(液体、气体等)泄漏,或者防止杂质(尘埃、空气或水等)从
外部侵入设备系统内的元件。密封件的优劣,对整台设备的正常工作、工作效率和性能及使用
寿命都有很大影响,必须予以足够的重视。
为了正确地选择所需要的密封件,必须要熟悉各种密封件的形式及特点,密封
材料
关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料
的特性
和使用条件,应用范围(如工作压力大小、工作环境温度高低、运动部分的速度快慢、润滑情况
等),密封件工作寿命长短,制造难易,成本高低,安装和维修是否方便等。经过综合
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
后,才
能正确选用。为此,本文将详细地介绍O塑密封圈有关技术。
2 0形密封圈的优缺点
O形密封圈系指断面形状为圆形的非金属材料环。其
形状见图1。它属于接触式密封自封式压紧形密封中一种
形式密封,O形密封圈与其它密封圈相比,有以下优点:
a. 单圈即可密封两个方向的压力,密封可靠,用于静
密封时可以做到不泄漏;
b. 体积小、重量轻、成本低}
C. 密封部件结构简单,装拆方便,不用周期性调整;
d. 动摩擦阻力小;
囤 1 ()型密封嘲断面圈
e. 既能用于作固定用的静密封,也可用于作往复运动或旋转运动用的动密封;
f. O形密封圈的尺寸,各种密封沟槽的形状、尺寸、加工精度、配合公差等要求,均可按
GB3452.1—92方便选用,备件易解决。
O形密封圈除上述优点外,与其它密封圈相比在使用上有如下不足:
a. 作动密封使用时,起动摩擦阻力较大。一般情况下,起动摩擦阻力约为动摩擦阻力的
· 胜刺石油管理局勘察设计研究院,257026.山糸省.东营市
收稿日期:1998一O6—25
维普资讯 http://www.cqvip.com
·18· O型密封圈的设计与应用
3~4倍; 。
b. 用于动密封,速度高列一定程度时,易发生渗漏现象。
3 0形密封圈的工作原理
O形密封圈工作原理见图 2
圈 : 0形密封圈工怍原理示意图
O形密封圈(图 2a)是安放在密封沟槽中(图 2b)使用的。O形密封圈的密封能力是在装备
时的预压压缩力(h<也,图2c)和工作时密封件在介质油压力作用下,发生弹性变形时所产生
的弹性接触力来实现的。此密封能力一般随压力的升高而提高;并且,磨损后具有一定的自动
补偿能力。即O形密封圈靠密封件的弹性、形状等可达到自行密封(图2d)。当液体压力增高
时,在液体压力的作用下,O形密封圈被挤向淘槽的另一侧,使其变形增大,接触面加宽,堵塞
了液体泄漏通道,起到了密封作用(见图2e)。当液体压力增高超过某限度,O形密封圈被挤入
密封沟槽间隙,由于压力脉动,使密封圈产生微量转动,促成挤入间隙中的一部分被啃切掉,另
一 部分又挤入间隙区,使损坏部分继续扩大,造成O形密封圈的损坏,使密封能力降低,导致
泄漏发生.为了避免挤出现象进一步发展,一方面耍减少间隙c(见图2b)和提高O形密封圈
的硬度,另一方面,可采取加用密封挡圈,以保证O形密封圈不被挤出,使之能正常工作。图3
是橡胶硬度、沟槽间隙和压力关系曲线图。
4 O形密封圈的设计与应用
O形密封圈应用极广,一般多用于静密
封。用于动密封时,可做往复运动和旋转运
动。当O形密封圈用于动密封时,可采用内
径密封和外径密封两种形式;用于静密封时,
可采用端面密封、角密封两种形式。总的来
说,用于动密封的O形密封圈的断面直径较
用于静密封的断面直径大,动密封用的 O形
密封圈也可以用于静密封。
O形密封圈的安装沟槽、压缩量的大小.
由安装淘槽的尺寸H(见图2b)来保证。由于
L
、 J I
~ 、 l I
\ \ \ \ ~ 有挤出厦簟
、 、 \ 1 l
、 : ’ \
、 U 、
● - \ ● _、 ~
f ● f - 、 、
l l I l 、 、
l l I l、 l 1 1
l l I I、 l l l
直径的间醵(mtn)
图 3 橡胶硬度 沟槽间隙和压力关系曲线图
维普资讯 http://www.cqvip.com
1998年 第 4期(总 第 54期) 华北石油设计 ·19·
所要求的压缩量不同,静密封、往复密封和旋转密封所用沟槽.尽管形状相似,但尺寸却各不相
同,不能通用。常用的沟槽形状有矩形、三角形,一般多采用矩形,三角形只在某些静密封中使
用。例如:往复运动用的矩形沟槽,以外径密封时,取O形密封圈的外径等于密封面配台直径,
沟槽内径等于 O形密封圈公称内径,公差取 h 级:以内径密封时,取O形圈公称内径等于密
封配合面直径,沟槽外径等于O形密封圈公称外径,公差取h 级。总之,用于各种密封的沟槽
的具体尺寸、形状、加工精度要求、配合公差及 O形圈的尺寸、选用公差、配合公差等都已
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
化,均可从 GB3452.1—92查取。
5 0形密封圈设计应用中几个重要参数的计算
5.1 O形封密圈预压缩量和预压缩率(简称压缩量和压缩率)的计算
O形密封圈的压缩量 k=d。一H,而O形密封圈的压缩率 e通常是以下式求得:
e=k/d。=(d。一H)/d。 (1)
要求精确时.压缩率按下式计算:
£c一(d 一H)/d (2)
— ~
d =d。^/÷ 一0.35 . (3)
式中 d。——O形密封圈断面直径,cm}
H——O形密封圈沟槽深度,cm;
£c——当有拉伸量时,O形密封圈的压缩率, ;
d ——拉伸后 O形密封圈的实际断面直径,cm;
k——经验系数,(丁晴 18=1.25、丁晴 26=1.35、丁晴40=1.45等);
8——拉伸量,8= = ;
d——O形密封圈的公称内径.cm;
d ——O形密封圈的实际内径 ,cm。
5.2 0开j密封圈安装沟槽宽度B的计算
O形密封圈安装用矩形淘槽的宽度 B主要由O形圈断面直径 d。和压缩率£c等因素决
定。安装后的O形圈断面产生压缩变形后的最大宽度 B >do。Bl值可按下式计算:
1
B1=(—七 一0.6£c)do (4)
■一
式中 B ——O形圈断面压缩变形后的最大宽度,cm。
0形圈的安装沟槽宽度 B应该大于B 即B>B 。实际上,固定及往复用 O形密封圈的沟
槽宽度 B不大于d。的 1.3~1.5倍;旋转轴密封的沟槽宽度B不大于 d。的 1.O5~1,1倍。当
用挡圈时,还应加上挡圈的宽度。
5.3 往复运动用O形密封圈的摩擦阻力计算
O形圈密封时.接触力使密封件与被密封面接触发生摩擦力。通常把运动开始的摩擦力称
为起动摩擦阻力,运动过程中的摩擦力称为动摩擦阻力 在比较准确地确定设备马达扭矩时,
就要考虑此摩擦阻力值。一般来说,摩擦力随工作压力、压缩量、橡胶料硬度、接触面的增大而
维普资讯 http://www.cqvip.com
·2O· O型密封田的设计与应用
增大,随表面光洁度、运动速度、温度的提高而减少.要准确地确定摩擦阻力的大小,目前只能
靠实测和试验.理论计算
方法
快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载
有好几种,但只能做概略估计或定性分析之用.本人经过多年来
的工作实践认为下列
公式
小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载
用于动摩擦阻力的计算比较适用,供同行参考.
当为外径密封时:
T= DA+÷(D 一d”)B×9.8 (5)
当为内径密封时:
T=wdA+÷ (D¨ 一 )B×9.8 (6)
式中 T——O形圈的动摩擦阻力,N}
D、d——O形圈公称外径和公称内径,cm{
=
D 、d ——O形嘲沟槽的内径和外径,cm;
t】I q售 借 a
l I /
, 1 I / /
l /
』 .
! — /
/
/
,// 一一 l I
n
O·
o.
仉
,
一一
/
/
/
/
O z.5 5-O 7.5 lm O 15. O 2m O
t( ) jI悻压力(MPI)
囝 4 《)形密封圈摩擦阻力计算瞌线圈
一 般来说.往复运动用 O形圈的摩擦阻力较小,但起动摩擦阻力很大.约为动摩擦阻力的
3~4倍。O形圈起动摩擦阻力还与静置时间有关,长时间静置要比短时间静置的起动摩擦阻
力大 2~3倍。压力越高,静置后的起动摩擦阻力越大.
6 O形密封圈应用中的注意事项
6.1 选择舍适的压缩率
压缩率£c是使用O形圈的一个重要数据。压缩率£c过小时,会由于安装部位的偏心、公差
波动等而泄漏;£c过大时,会因为橡胶“压缩应力松驰 而产生过大的永久变形导致泄漏.当高
温时此现象尤为明显。
往复运动用的 O形密封圈压缩率较大,随之摩擦阻力也增大.所以一般都取偏小的数值。
固定用的O形密封嚼压缩率,通常取较大的数值.特别是法兰紧固用的O形圈,£c的最大
值建议不超过3O 。用于各种密封用的O形密封嘲的压缩率和伸拉量参考值如下:
维普资讯 http://www.cqvip.com
1998年 第 4期(总 第 54期) 华北石油设计 ·21·
用于固定密封时:Ec一1 5~25 a=l_O3~1.O4
用于往复运动时:Ec=12~1 7 a=1.O2
用于旋转运动时 Ec一5~10 a=0.95~1.0
6.2 严格保护 O彤密封圈的工作表面
O形密封圈在安装前.要仔细检查是否有映陷,要注意密封圈规格和对应的沟槽是否相
符,禁止过份地拉伸密封圈,装入密封圈的零件一般应有 15。~30。的导入角}当O形圈通过横
向孔时.应向横向孔处倒角,建免划伤O形密封圈的表面}O形圈装入沟槽的过程中,如需要
通过螺纹部分或锐角边,应做一个专门用的簿筒套在螺纹段上或用布带缠在螺纹部分上。总
之,安装O形密封圈时,千万不能损伤其工作表面,否则会影响密封效果。
6.3 0 开j密封 圈在不同压 力下工作的设计处理
当工作压力>10.0MPa时,应在O形密封圈的低压侧加挡圈}当O形圈单向受压时,只
需在低压侧设置挡圈.当O型圈双向受压时,需在两侧设置挡圈。设置挡圈后作动密封时,工
作压力可提高到 20.0 MPa或更高.但在高速时,O形密封圈要慎重使用或不使用。当用于工
作压力<32.0 MPa的静密封时,通常不设挡圈,若工作压力>32.0 MPa时,也应考虑设置挡
圈。
6.4 0形密封圈不可重复使用
O形密封圈在作静密封时.安装在矩形沟槽或三角沟槽中,占据了沟槽的全部空间,收到
了很好的密封效果。但由于压缩量较大,O形瞳的永久变形也很大,故不能重复使用。
6.5 0形密封圈对被密封零件表面加I精度要求
O形密封圈对被密封零件表面光洁度要求很高。提高表面光洁度的目的在于减少摩擦阻
力,延长密封圈的使用寿命。一般规定静密封零件表面光洁度为 节。若表面光洁度超过” 时,
会出现将油膜擦去的现象。在高速运动下,因摩擦生热会加速密封圈的磨损。所以,不难看出
表面光洁度是否符合要求,直接影响密封圈的使用寿命。为了使运动零件表面光洁度达到使用
要求,建议对孔进行珩磨,轴表面进行镀铬处理。
6.6 0形密封圈用于旋转轴密封时对其内径的要求
O形密封圈用于旋转轴密封时,其内径比轴径大 3 ~5 是很有好处的。因为橡胶在拉
伸状态下受热时,会产生强烈的收缩。如果O形圈的内径比轴径小,它就会处于拉伸状态。在
轴旋转时,摩擦热会使O形圈收缩,使其对轴抱得更紧,则摩擦生热更大}再加上橡胶导热性
能差,使O形密封明会很快烧坏。在油温和压力较高时,会使O形密封圈损坏得更快。如果O
形密封圈选用内径比轴径略大.待运动发热后,O形圈发生收缩,正好把轴抱紧,从而达到良好
的密封目的。
6.7 检 查密封介质和。 开j密封圈材料的相客性
O形密封圈所选用的材料和密封介质相容性不好时.就会使在介质中使用的O形密封圈
过度膨胀或收缩,引起密封圈快速损坏,造成设备严重泄漏。
7 参考文献
(下转 第 26页)
维普资讯 http://www.cqvip.com
· 26· 华北石 油设计 】998年 第 4期(总 第 54期)
(if(null a5)(setq a5 ))(write--line a5 a)
(if(null a6)(setq a6 ))(write--line a6 a)
(if(null aT)(setq a7 ))(write--line a7 a)
(if(null a8)(setq a8 nul ))(write--line a8 a)
(close a)
(commandVinsert tb cO k k O a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8
(rtos b0 2 3))}插入带有属性的块 tb
)
(defun dr 0
(if a
(princ(setq i(read--line a)))
(prine 无 ))
(setq j(getstring t))
(if(一j )(setq j i))
)
4 结来语
本文给出的绘图框方法,在AutoCAD R12 for DOS中和 AutoCAD R12 f0r Windows中
均运行 良好,只需把 hqz.dwg、tb。dwg及 TK.LSP拷入 CAD的工作目录中,并在 ACAD.
MUN中加入相应的调入命令即可。自动画图框的程序虽然是基于石油天然气行业标准设计
的,但只需对程序稍加修改就能绘制其它标准的图框。自动画图框程序,对于提高绘图效率会
起到一定的帮助作用。
5 参考文献
[1) 林震龙.AutoCADR12使用手册.北京:学苑出版杜.1993
[2) SY】3— 91石油工程制 图标准
∞) SY0009--93石油地面工程设计文件编制规程 -
(上接 第 21页)
[1) 吉林工业大学等校编写.工程机械{葭压与藏力传动.北京:机械工业出版社,1979
C2) 机械设计手研联合编写组.机械设计手册.北京:化学工业出版社,1978
(3) 胥薄孝缩.{葭压和气动设备的密封.北京 :机械工业出版社,1979
[4) GB/T 1031—95表面组糙度参数及其数值
(5) GB 3452.1—92液压气动用O形擞瞍密封圈尺寸系列及公差
维普资讯 http://www.cqvip.com