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O形橡胶密封圈的设计

时间 : 2019-02-22 18:00:03 浏览量 : 64

参考文献:

[1] 叶惠军.O形密封圈结构设计及相关问题探讨[J].液压气动与密封,2013,06:63-64.

[2] GB T3452.3-2005 液压气动用O形橡胶密封圈 沟槽尺寸


设计步骤:



详细说明:

1.1、确定径向压缩

1.2、断定液压

液压:

长处:

1、液压传动能在较大范围内完成无级调速(调速范围可达2000)

2、在同功率下,液压装置体积小,重量轻 

3、作业平稳,换向冲击小,便于完成快速气动、制动和频繁的换向

4、易于完成过载维护,安全性好,选用矿物油作为作业介质,自润滑性好

5、操作控制方便,便于设备完成自动化 

6、液压元件的标准化、系列化和通用化程度高,便于设计、制作和运用修理

缺点:

1、液压传动体系中存在的泄露和油液的可压缩性,影响了传动的准确性,故不宜用于要求具有精确传动比的场合 

2、液压传动体系作业过程中往往有较大的能量丢失,因而液压传动效率不高,而且不宜作距离传动 的温度条件下作业

3、液压传动对油温性改变比较灵敏,不宜在很高或者很低

4、液压件制作精度较高,体系过程中发作毛病时不易诊断和扫除 

气压

长处:

1、以空气为作业介质,来源方便,运用后可以直接排入大气中,处理简略,不污染环境 

2、空气粘度很小,在管道中压力丢失较小,因而压缩空气便于集中供应和远距离运送

3、压缩空气的作业压力一般较低,因而对气动元件的材料和制作精度要求较低 

4、作业环境适应性好 

缺点:

1、气动传动作业速度的稳定性较差,,易受负载改变的影响 消声器

2、作业压力较低,体系输出力较小,传动效率较低

3、排气噪声较大,在高速排气时需求安装 


1.3 确定活塞密封


1.4 确定动密封


2、根据油缸内径  d4 =80mm   为设计参数,

3、查看表5:“径向静密封和动密封的适用范围”确定O形圈截面尺寸d2=5.3mm;

在可以选用几种截面O形圈的情况下,应优先选用大截面的O形圈


4、查看表6:“液压活塞动密封沟槽尺寸”确定O型圈内径d1=69mm

    O形圈内径与O形圈截面直径d2与油缸内径d4有关


5、确定沟槽深度 t=4.35mm

     初步计算压缩率:

        

6、根据沟槽深度t=4.35mm,计算底槽直径

     与表6:“液压活塞动密封沟槽尺寸”一致


7、查看上面表1,沟槽底圆角半径  r1=0.5mm

      沟槽外圆角半径  r2=0.2mm

沟槽深度与O形圈截面直径d2有关

密封槽的圆角半径分为槽棱圆角半径和槽底圆角半径。槽棱圆角是为了防止密封圈装配时刮伤而设计的,其半径一般不大于0.2mm;槽底圆角主要是为了避免该处产生应力集中而设计的,其半径一般为0.3mm~0.7mm。


8、查看表4:“沟槽和配合偶件表面的表面粗糙度”确定沟槽的底面与侧面的表面粗糙度为1.6


9、估算预拉伸

    根据附录A值“活塞密封O形圈拉伸率”预拉伸率≤5%,y 合适

O形圈用于活塞密封时,活塞沟槽槽底直径d3应大于或等于密封圈内径d1,二者之间类似“过盈配合”,以保证密封圈内径稳固的贴合在槽内。预拉伸率定义为:y=(d3-d1)/d1。最小预拉伸率等于0,最大预拉伸率不得大于表A.1 的规定值

10、因实际工作压力7MPa≤10MPa,故不需挡圈;

11、查看表1:“径向密封的沟槽尺寸”,确定沟槽宽 b=7.1mm;

       沟槽深度与O形圈截面直径d2有关

12、查看表3:“沟槽尺寸公差”,油缸内径d4=80,则油缸内径公差H8  0 0.046

13、查看表3:“沟槽尺寸公差”,槽底直径d3=71.3,则槽底直径公差h9  0 -0.074

14、查看表3:“沟槽尺寸公差”,活塞直径d9=80,则活塞直径公差f7  -0.03 -0.05

15、计算最大径向间隙    gmax=d4max-d9min=0.096

16、根据间隙g及工作压力,确定密封圈硬度为HS70;

17、核算最大预拉伸率

18、根据公式A.9 计算O 形圈截面直径减小量

19、核算压缩率:

20、材料确定:硅橡胶

       

橡胶复合材料的选择需要考虑O型橡胶密封圈的密封形式、工作温度、介质、压力等因素。胶料选择不当会导致O型橡胶密封圈快速失效。

散水材料与介质的不相容性会引起散水膨胀或成分沉淀等变质反应。

停机坪材料的耐低温性会导致停机坪硬化和收缩,导致泄漏问题。

裙板的高压会导致裙板间隙咬伤等。

在100℃以下的空气、真空和电场条件下,可选用天然橡胶、丁苯橡胶或顺丁橡胶为主要材料。

工作环境温度低于150℃时选用乙丙橡胶,工作环境温度高于200℃时选用硅橡胶和氟橡胶

接触石油基油时,130℃以下可选用丁腈橡胶,油蒸气下可选用氯丁橡胶,230℃以下可选用氟硅橡胶,250℃可选用氟橡胶。

接触磷酸液压油时可选用乙丙橡胶、丁基橡胶或硅橡胶。

当工作介质压力低于10MPa时,选用肖氏硬度为60度的橡胶,选用肖氏硬度为70度的橡胶为15MPa,当工作介质压力高于21MPa时,选用肖氏硬度为80度的橡胶。活动O型圈胶料的拉伸强度不应小于10MPa,固定O型圈胶料的拉伸强度应较低。

乙丙橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、氟橡胶具有优异的耐候性,使用寿命长,贮存寿命长。


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