1.0 O型圈的概述: O型圈(O-rings)是一種截面為圓形的橡膠密封圈,因其截面為O形而得名。這種密封圈開始出現在19世紀中葉,最初用于蒸汽機汽缸的密封。由于其價格便宜、制造簡單、功能可靠且安裝要求簡單,O形圈成為最常見的密封用機械設計之一。O形圈能承受幾十兆帕斯卡(千磅)的壓力,可用于靜態應用,也可用于部件之間有相對運動的動態應用,例如旋轉泵的軸和液壓缸活塞。 O型圈主要用于各種機械設備上的密封,在規定的溫度、壓力、以及不同的液體和氣體介質中,于靜止或運動狀態下起密封作用。它們主要用于靜密封和往復運動密封,而在旋轉運動密封時,僅限于低速回轉密封裝置。O型圈一般安裝在外圓或內圓上截面為矩形的溝槽內起密封作用。它們在耐油、酸堿、磨、化學侵蝕等環境中依然能起到良好的密封和減震作用,因此在液壓與氣壓傳動系統中使用非常廣泛。 O型圈的密封原理是依靠密封件發生彈性變形,在密封接觸面上造成接觸壓力,接觸壓力大于被密封介質的內壓時,不發生泄漏。O形圈的壓縮率和預拉伸率是密封設計的主要內容,對密封性能和使用壽命有重要意義。在選擇O形圈的壓縮率時,需要考慮足夠的密封接觸面積、摩擦力盡量小以及避免永久變形等因素。預拉伸率的大小也對O形圈的密封性能和使用壽命有影響。拉伸量大可能導致O形圈安裝困難,同時也會因截面直徑的變化而使壓縮率降低,引起泄漏。 O型圈的材料種類多樣,包括丁腈橡膠(NBR)、氟橡膠(FKM)、硅橡膠(VMQ)、乙丙橡膠(EPDM)、氯丁橡膠(CR)、丁基橡膠(BU)、聚四氟乙烯(PTFE)、天然橡膠(NR)等,根據不同的流體選擇合適的材料。 1.1 O型圈的特點: 2.1 O型圈的密封原理: 2.2 O型圈壓縮變形率的選擇: 2.3 O型圈受內壓、外壓的選擇: 2.4 O型圈擠出原理: 2.5 O型圈允許寄出間隙: 2.6 O型圈壓縮量選擇: 3.0 O型圈材質特性: 3.1 O型圈材質特性比較圖: 3.2 O型圈材質特性排序: 3.3 O型圈材質硬度: 3.4 O型圈材質特性: 3.5 O型圈材質耐化學性: 3.6 O型圈材質耐溫性: 3.7 O型圈材質選擇原則: 4.0 O型圈設計原則: 5.0 O型圈溝槽設計原則: 6.0 O型圈的抗磨損性能: 6.1 O型圈的密封性能: 6.2 O型圈的穩定性能: 6.3 O型圈的抗擠出性能: 6.4 O型圈的粘合性能: 7.0 O型圈的失效: O型圈的失效原因多種多樣,主要包括以下幾個方面: 1. 安裝問題:例如,安裝不當、運動速度太低、材料太硬或彈性太小、表面處理不均勻、溝槽尺寸不均、溝槽表面粗糙、潤滑不足等。 2. 化學降解:與使用環境中接觸的化學品有關,可能導致裂紋、污點、著色/變色、硬度變化等問題。 3. 化學溶脹:化學物質滲透O型圈,導致溶脹和鼓泡,影響其強度和密封性能。 4. 壓縮變形:O型圈橫截面的表面已壓致與凹槽相平,此時O型圈無法恢復其圓形橫截面形狀。 5. 擠出和“咬邊”:在高壓條件下,O型圈被擠到空隙間隙,造成低壓端的擠出和“咬邊”。 6. 熱擠壓:高溫下,O型圈可能發生熱擠壓,影響其密封性能。 7. 安裝損傷:安裝過程中的損傷可能導致O型圈失效。 8. 脫氣:在真空環境中,O型圈分子蒸發,影響其密封效果。 9. 快速氣體減壓(RGD):在高壓高溫下長時間暴露于氣體中,氣體會被吸入O型圈材料中,壓力迅速降低時,氣體噴出,引起裂紋和鼓包。 10. 螺旋破壞:動態使用或在安裝初期的扭曲會在O形圈上造成螺旋痕跡。 11. 磨損:動態應用條件下,O形圈外表面出現痕跡,甚至開裂。 12. 熱降解:環境溫度超過O型圈的使用溫度范圍,導致硬度變大、彈性降低,出現裂紋。 13. 紫外降解:紫外線長時間暴露,影響O型圈分子結構,導致泄漏。 為了防止O型圈的失效,需要根據具體的使用環境選擇合適的材料和設計,并在安裝過程中注意各種細節,如確保正確的安裝、充分的潤滑、避免過度拉伸等。 8.0 其他形式的密封圈: |
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