O型密封橡膠圈簡(jiǎn)稱O型圈,是一種截面形狀為圓形的橡膠圈,主要用于機(jī)械部件在靜態(tài)條件下防止液體和氣體介質(zhì)泄露的密封件。
O型密封圈是一種雙向密封元件也是典型的擠壓型密封,在安裝時(shí),其在徑向或軸向的初始?jí)嚎s量,決定了密封圈的初始密封能力。系統(tǒng)壓力作用于密封圈所產(chǎn)生的力,就是其總的密封力;該力隨著系統(tǒng)壓力的升高而增大。在壓力作用下,O型圈的形狀和具有高表面張力的液體相仿。壓力朝各個(gè)方向等值傳遞。
密封原理
O型圈密封是一種擠壓型密封。擠壓密封的基本工作原理是在密封接觸面上產(chǎn)生接觸壓力。如果接觸壓力大于密封介質(zhì)的內(nèi)部壓力,則不會(huì)泄露,否則會(huì)泄露。當(dāng)密封件產(chǎn)生初始形變和應(yīng)力Pseal,Pw>Pseal時(shí),將不會(huì)泄漏。只要O型圈存在初始?jí)毫?,就可?shí)現(xiàn)無(wú)泄漏的絕對(duì)密封。O型圈密封是一種自密封結(jié)構(gòu)。
壓縮變形率選擇
偏心:工作載荷下,O型圈拉伸,變細(xì),就可能泄露
低溫:橡膠收縮,變細(xì),可能泄露(低溫會(huì)造成橡膠加速老化,失去補(bǔ)償能力)
一般斷面有7%-30%的壓縮變形率,靜密封取大的壓縮率(15%-30%),動(dòng)密封取小的壓縮率(9-25%)
O型圈受內(nèi)壓、外壓選擇
受內(nèi)壓:O型圈外徑與溝槽外徑相同;受外壓:O型圈內(nèi)徑與溝槽內(nèi)徑相同
防止出現(xiàn)在工作壓力下出現(xiàn)O型圈直徑變小,將O型圈安裝在溝槽內(nèi)時(shí),要受到拉伸或壓縮。若拉伸和壓縮的數(shù)值過(guò)大,將導(dǎo)致O型圈截面過(guò)度增大或減小。
O型圈擠出原理圖示
O型圈允許擠出間隙
允許擠出間隙gmax和系統(tǒng)壓力,O型圈截面直徑及材料硬度有關(guān)。通常,工作壓力越高,允許擠出間隙gmax取值越小。如果間隙g超過(guò)允許范圍,就會(huì)導(dǎo)致O型圈擠出甚至損壞,當(dāng)壓力超過(guò)5MPa時(shí),建議使用擋圈。
O型圈溝槽的設(shè)計(jì)
槽體積比O型圈體積大15%左右。設(shè)計(jì)參數(shù):形狀、尺寸、精度、粗糙度,對(duì)于動(dòng)密封,需要計(jì)算相對(duì)運(yùn)動(dòng)間隙。涉及原則是:容易加工尺寸合理,精度容易保證,拆裝方便。
(1)O型圈溝槽深度設(shè)計(jì)
槽深的設(shè)計(jì)決定O型圈的設(shè)計(jì)壓縮量,溝槽深度加上間隙小于O型圈自由狀態(tài)下O型圈的線徑。
O型圈的壓縮量由內(nèi)徑壓縮量δ’和外徑壓縮量δ”構(gòu)成。
(2)O型圈溝槽槽口和槽底角設(shè)計(jì):
槽口圓角:防止O型圈裝配時(shí)出現(xiàn)割傷和刮傷。R=0.1~0.2mm。過(guò)大會(huì)出現(xiàn)擠出,過(guò)小會(huì)出現(xiàn)割傷。
槽底圓角:防止出現(xiàn)應(yīng)力集中,動(dòng):R=0.1~1mm,靜:R=d0/2mm
(3)O型圈溝槽表面粗糙度設(shè)計(jì)
靜密封:Ra=6.3~3.2
動(dòng)密封:Ra=1.6
旋轉(zhuǎn)密封:軸凹槽:Ra=0.4或更小。
材質(zhì)介紹
NBR(丁氰橡膠)O型橡膠圈
應(yīng)用于石油系液壓油、甘醇系液壓油、汽油、睡、硅潤(rùn)滑脂、硅油等多種介質(zhì)中使用。是用途廣泛、成本低的橡膠密封材料。不適用于極性溶劑,如酮類、臭氧、硝基烴、MEK與氯仿。正常使用溫度范圍為40℃~120℃。
HNBR(氫化丁氰橡膠)O型橡膠圈
具有良好的抗腐蝕、抗撕裂和抗壓縮變形等特性,耐臭氧、耐陽(yáng)光、耐油性等較好。比丁氰橡膠有更佳的抗磨性。適用在洗滌機(jī)械、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和新型環(huán)制冷系統(tǒng)中。不適合使用于醇類、酯類和芳香族的溶劑中。正常使用溫度范圍為-40℃~150℃。
SIL(硅橡膠)O型橡膠圈
具有優(yōu)秀的耐熱、耐寒、耐臭癢、抗大氣老化等性能。有良好的絕緣性。但是抗拉強(qiáng)度比一般橡膠差,并且不具耐油性。適用于家用電熱水器、電熨斗、微波爐等家電產(chǎn)品,還適用于多種和人體皮膚有間接接觸的用品,如水壺、飲水機(jī)等。不建議在大部分濃縮溶劑、油品、濃酸和氫癢化鈉中使用。正常使用溫度范圍為-55℃~250℃。
VITON(氟素橡膠)O型橡膠圈
耐高溫性優(yōu)于硅橡膠,有優(yōu)秀的耐候性、耐臭癢性和耐化學(xué)性,但耐寒性不佳。對(duì)于多數(shù)油品、溶劑都具有抵抗能力,尤其是抗酸類、脂族烴及動(dòng)植物油??捎糜?a >柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料系統(tǒng)及化工廠的密封需求。不適合使用在酮類、低分子量的酯類及含硝的混合物。正常使用溫度范圍為-20℃~220℃。
FLS(氟硅橡膠)O型橡膠圈
它的性能兼有氟素橡膠及硅橡膠的優(yōu)點(diǎn),在耐油、耐溶劑、耐燃料油及耐高低方面的溫性均佳。能抵抗含氧的化合物、含芳香烴的溶劑及含氯的溶劑的侵蝕??捎糜诤娇蘸教旒败娛掠猛?。不適合暴露于酮類及剎車油中。一般使用溫度范圍為-50℃~200℃。
EPDM(三元乙丙橡膠)O型橡膠圈
有很好的耐候性、耐臭氧性、耐水性和耐化學(xué)性。適用于醇類及酮類,還可用于高溫的水蒸氣環(huán)境的密封。適用在衛(wèi)浴設(shè)備、汽車散熱器及汽車剎車系統(tǒng)中。不適合用在食品用途或是暴露于礦物油之中。一般使用溫度范圍為-55℃~150℃。
CR(氯丁橡膠)O型橡膠圈
耐陽(yáng)光、耐天候性能極佳??捎迷?a >二氯二氟甲烷和氨等制冷劑,耐稀酸、耐硅脂系潤(rùn)滑油,但在苯胺點(diǎn)低的礦物油中膨脹量大。在低溫時(shí)易結(jié)晶、硬化??蛇m用于各種接觸大氣、陽(yáng)光、臭氧的環(huán)境及各種耐燃、耐化學(xué)腐蝕的密封環(huán)節(jié)。不適合使用在強(qiáng)酸、硝基烴、酯類、氯仿及酮類的化學(xué)物之中。一般使用溫度范圍為-55℃~120℃。
IIR(丁基橡膠)O型橡膠圈
氣密性極佳,耐熱、耐陽(yáng)光、耐臭氧性好,絕緣性能佳;對(duì)極性溶劑如醇、酮、酯等有良好的抵抗能力,可暴露在動(dòng)植物油或癢化物中。可應(yīng)用于耐化學(xué)藥品或真空設(shè)備。不適合與石油溶劑、煤油或芳烴同時(shí)使用。一般使用溫度范圍為-50℃~110℃。
ACM(丙稀酸脂橡膠)O型橡膠圈
對(duì)油類有優(yōu)秀的抵抗力,耐高溫、耐候性均好,但在機(jī)械強(qiáng)度、壓縮變形率及耐水性方面稍差。一般用于汽車傳動(dòng)系統(tǒng)及動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)之中。不建議用于熱水、剎車油、磷酸酯之中。一般使用溫度范圍為-25℃~170℃。
Nr(天然橡膠)O型橡膠圈
擁有很好的耐磨性、彈性、扯斷強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率。但在空氣中容易老化、遇熱變粘,在礦物油或汽油中易膨脹和溶解,耐堿但不耐強(qiáng)酸,可用于在汽車的車油,乙醇等含有氫氧根離子的溶液中,正常使用溫度范圍為-20℃~100℃。
Pu(聚氨酯橡膠)O型橡膠圈
聚氨酯橡膠的機(jī)械性能極好,耐磨、耐高壓性能都優(yōu)于其他橡膠。耐老化性、耐臭氧性、耐油性也好,但遇高溫易水解??蛇m用于耐高壓、耐磨損密封環(huán)節(jié),如液壓缸。一般使用溫度范圍為-45℃~90℃。
FFKM(全氟橡膠)O型橡膠圈
非常優(yōu)秀的耐化學(xué)腐蝕性能,耐酸、堿、酮、酯、醚、強(qiáng)氧化劑等絕大多數(shù)已知的化學(xué)品。耐熱可到300℃。通常用于解決復(fù)雜環(huán)境的密封問(wèn)題,價(jià)格比一般橡膠材質(zhì)的高出近百倍,非常昂貴,當(dāng)然密封效果好,并且可使用于非常嚴(yán)格的環(huán)境中,無(wú)可代替。
PTFE(聚四氟乙烯)O型橡膠圈
PTFE聚四氟乙烯在航空、電氣、化工、機(jī)械、儀器儀表、金屬表面處理、醫(yī)藥、食品、冶金冶煉、液壓等工業(yè)中廣泛用作耐高低溫、耐腐蝕材料,摩擦系數(shù)低,絕緣材料,防粘涂層等,它已成了不可取代的產(chǎn)品。
集成電路制造就是在硅片上執(zhí)行一系列復(fù)雜的化學(xué)或者物理操作,簡(jiǎn)單講,這些操作可以分為四大基本類:薄膜制作(1ayer)、刻?。╬attern)、刻蝕和摻雜。這些在單個(gè)芯片上制作晶體管和加工互連線的技術(shù)綜合起來(lái)就成為半導(dǎo)體制造工藝。
O型圈的安裝
O型圈的安裝質(zhì)量對(duì)其密封性和使用壽命均有重要影響。泄露問(wèn)題往往是因?yàn)榘惭b不良造成的。安裝過(guò)程中不允許出現(xiàn)O型圈被劃傷和位置安裝不正,以及O型被扭曲等情況。裝配前,密封溝槽、密封配合面必須嚴(yán)格清洗,同時(shí)對(duì)O型圈裝配中要通過(guò)表面涂敷潤(rùn)滑脂。
為了防止O型圈安裝時(shí)被尖角和螺紋等銳邊切傷或劃傷,應(yīng)在安裝的軸端和孔端留有15-30多的導(dǎo)入角。當(dāng)O型圈需要通過(guò)外螺紋時(shí),應(yīng)使用專用的薄壁金屬導(dǎo)套,套住外螺紋;如果O型圈通過(guò)孔口時(shí),應(yīng)使孔口倒成相應(yīng)的斜角形狀,以防O型圈被劃傷。坡口的斜角一般為120-140度。
本文引自網(wǎng)絡(luò)及真空系統(tǒng)解決方案