橡胶制品选取压缩率时考虑有足够的密封面接触
橡胶制品选取压缩率时,应考虑有足够的密封面接触压力、尽量小的摩擦力和避免密封圈的永久性变形。顾及到一般试制车间的加工水平和井下工具主要是静密封的状况,建议密封面的轴、孔配合应优先选用H8/e8。用O形密封圈(以下简称密封圈)密封是最常用的一种密封方式,然而至关重要的是如何正确地选择密封圈和设计密封圈槽尺寸。常规的方法是将密封圈套在宝塔上用游标卡尺测量外径,再确定其相应尺寸。
这种方法的弊端是:密封圈是弹性体,外径测量不准确;在设计新工具时,往往没有现成的密封圈,难以确定尺寸,其过盈量往往掌握不准。过盈量太大时密封圈易被剪切损坏,太小时又容易失封。针对这种状况,提出一种选配密封圈的理论计算方法(指外密封圈),以供参考、讨论。
密封圈的密封机理密封圈密封属于挤压弹性体密封,是靠密封环预先被挤压由弹性变形产生预紧力,同时工作介质压力也挤压密封环,使之产生自紧力。也就是说,挤压弹性体密封属于自紧式密封。密封圈在介质压力p1作用下,其受力状况如图1所示,产生的接触压力为式中pc——介质压力下的总接触压力,MPa;pco——密封圈初始压力,称之为预接触压力,MPa;——介质压力经密封圈传递给接触面的接触压力,称为介质作用接触压力,=;p1,MPa,其中;为侧压系数,;=965;/(1-965;),对于橡胶密封件;≈0.9~0.985;965;为密封圈材料的泊松比,对于橡胶密封件,965;=0.48~0.496。
密封圈接触压力分布要保持密封,必须保证pc>p1,而永远小于p1,故应保持足够的预接触压力pco,即密封圈要有足够的预压缩率,才能保证密封。但如果预压缩率太大,又会影响密封圈的工作寿命,因此密封圈和密封圈槽尺寸的合理匹配是延长密封圈无泄漏密封寿命的必要保证。
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