動密封可分為旋轉(zhuǎn)密封和往復(fù)運動密封。
1)旋轉(zhuǎn)密封
此種密封方式的o型圈摩擦與磨損非常強烈。工作時o型圈總是固定在轉(zhuǎn)軸表面的一條線接觸,不斷地摩擦生熱。根據(jù)焦耳熱效應(yīng),即橡膠o型圈在拉伸狀態(tài)時因轉(zhuǎn)動摩擦生熱而收縮,因收縮更增加對轉(zhuǎn)軸的抱緊力引起更大的摩擦而導(dǎo)致惡性循環(huán)使橡膠圈迅速老化而失效,故這種密封的應(yīng)用受到限制。
采用合理設(shè)計,使o型圈壓縮量小于5%,o型圈與旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)徑相等,使之處于壓縮或無拉伸狀態(tài),加強散熱和潤滑,可密封線速度小于4m/s的軸,故可用于一些小型或慢速機構(gòu),如手動轉(zhuǎn)閥,小型齒輪油泵等。
(2)往復(fù)運動密封
往復(fù)運動密封廣泛地應(yīng)用于氣動、液動等工程中,是o型圈的重要使用場合。其結(jié)構(gòu)一般如圖2所示。安裝后,o型圈受壓縮,其壓力為P1,以保證密封圈在低壓下有效地工作。高壓P下,密封接觸面的壓力Pm除了o型圈安裝時自身的壓力P1外,還要加上流體壓力P的作用產(chǎn)生的接觸壓力Pm=P1+P,這樣就大大的提高了密封效果,形成自密封作用。
該密封方式在高壓下會產(chǎn)生泄漏。將o型圈與軸的接觸處放大,如圖3所示。其接觸表面是凹凸不平的,o型圈左方作用于油壓力,由于自密封作用 o型圈給予金屬表面的壓力比P1大,當(dāng)活塞向左運動時,粘附在活塞上的液體帶進o型圈前方的楔形狹縫中侵入到第一個凹形區(qū),這部分的液體的壓力比P1大,當(dāng)它大于o型圈對金屬軸的接觸壓力時,就掀起接處,進入到另一個凹形區(qū),這就形成了在運動方向上的泄漏。
往復(fù)運動的泄漏量可由下式表示:
Q:泄漏量;D:活塞直徑;r:油的運動粘度;u:往復(fù)運動的平均速度;F(p):與壓力有關(guān)的系數(shù);F(H):與硬度有關(guān)的系數(shù)。
除泄漏外,還應(yīng)注意O型圈的咬傷、扭轉(zhuǎn)以及摩擦和使用溫度。由于橡膠o型圈與密封面直接摩擦,故其壽命短,起動阻力大易發(fā)生爬行,密封壓力小于40MPa。
從制造上來看,生產(chǎn)o型圈的模具采用45度分模和90度分模兩種(圖 4)。后者比前者容易制造得多,但后者的密封性一般不如前者,根據(jù)毛邊所在的位置,前者一般用于動密封,后者用于靜密封。
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