O型圈密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-東風(fēng)派恩_圖文

1、O 型圈密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-派恩汽車鋁熱交換器有限公司東風(fēng)1前言：汽車空調(diào)作為90年代才進(jìn)入我國的一個(gè)比較新的行業(yè)，很多技術(shù)與零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均來自國外，而且各國的標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一。所以我國暫時(shí)沒有零部件接頭密封型式統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)，唯一比較接近到的汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T 669-2000汽車空調(diào)（HFC-134a）用管接頭和管件也因?yàn)閷?shí)用性不強(qiáng)且均采用英制螺紋而沒有被廣泛應(yīng)用。所以目前國內(nèi)汽車空調(diào)零部件接頭密封型式可以說是型式多種多樣，即便是同一種型式其結(jié)構(gòu)的具體尺寸也有細(xì)微差別。因此造成了各空調(diào)廠家的零部件之間的互換性存在很大的困難，而且這一現(xiàn)象短期內(nèi)無法改觀。在這里，將我公司O型圈密封型式的設(shè)

2、計(jì)思路做一個(gè)交流，如有不當(dāng)之處請(qǐng)指正，不勝感激！2Johnson Controls1、O 型圈特點(diǎn)特點(diǎn)：1尺寸小裝拆方便2動(dòng)靜密封均可用3靜密封幾乎沒有泄漏4單件使用雙向密封5動(dòng)摩擦力小 6價(jià)格低3 2.1、O型圈密封原理O型圈密封是一種擠壓型密封。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。P m =P0+Pp ，Pp =K×P。P m =P0+K×PK為介質(zhì)壓力傳遞給O型圈壓力的系數(shù)（對(duì)橡膠，K=1；對(duì)無縫鋼管？復(fù)合密封圈？）因此，只要O型圈存在初始?jí)毫?，就可?shí)現(xiàn)無泄漏的絕對(duì)密封。O型圈密封是一種自密封結(jié)構(gòu)。42.2、O型圈密封壓縮

3、變形率選擇偏心理論上0壓縮也可實(shí)現(xiàn)密封，實(shí)際是不可能的。偏心工作載荷下，O型圈拉伸，變細(xì)，就可能泄漏低溫橡膠收縮，變細(xì)，可能泄漏（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%）52.3、 O型圈擠出原理6 2.4、O型圈允許擠出間隙最大允許擠出間隙gmax 和系統(tǒng)壓力，O 形圈截面直徑以及材料硬度有關(guān)。通常，工作壓力越高，最大允許擠出間隙gmax 取值越小。如果間隙g 超過允許范圍，就會(huì)導(dǎo)致O形圈擠出甚至損壞,當(dāng)壓力超過5MPa時(shí)，建議使用擋圈材料硬度壓力MPa3.507.0010.503.507

4、.0010.5014.0017.503.507.0010.5014.0017.5021.0035.00 O形圈截面直徑W 72.4、 8O型圈允許擠出間隙2.5、O型圈壓縮量選擇 液壓-氣動(dòng)-靜密封 氣動(dòng)-動(dòng)密封9液壓-動(dòng)密封和材料有關(guān)的O形圈圓周方向的壓縮力 3.1、O型圈材料特性103.2、 O型圈材料特性比較圖114.1、O型圈設(shè)計(jì)原則通則：O型圈密封是擠壓式密封，設(shè)計(jì)主要內(nèi)容為O型圈的壓縮和拉伸。O型圈直徑壓縮和拉伸。a，壓縮量過?。盒孤゜，壓縮量過大：應(yīng)力松弛引起泄漏c，拉伸量過大：界面直徑減少太大而引起泄漏4.0 壓縮率設(shè)計(jì)：W%=(d0-h/d0。a，有足夠的密封接觸面積b，避免

5、永久變形c，摩擦力盡量小圓柱靜密封：10%-15%，平面靜密封：15%-30%。往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封：10%-15%。旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封：內(nèi)徑比軸大3%-5%，外徑壓縮率為3%-8%。低摩擦用密封：一般為5%-8%，考慮介質(zhì)和溫度引起的膨脹， 如超過15%，重新選材。124.1、O型圈設(shè)計(jì)原則4.1 拉伸率設(shè)計(jì)：W%=(d0+d/(d0+d1。O型圈裝入軸中后，一般會(huì)有拉伸，如果無拉伸，裝配時(shí)容易脫出，如拉伸過大，會(huì)導(dǎo)致O型圈截面積減少太多，出現(xiàn)泄漏。 一般其拉伸量為1%-5%。134.2、O型圈設(shè)計(jì)原則4.2 接觸寬度設(shè)計(jì)：O形圈裝入密封溝槽后，其橫截面產(chǎn)生壓縮變形。變形后的寬度及其與密封面的接觸寬度都和O

6、形圈的密封性能，其值過小會(huì)使密封性受到影響。O形圈變形后的寬度Bo（mm）與O形圈的壓縮率W和截面直徑do 有關(guān)，可用下式計(jì)算B o =（1/(1-W-0.6W）do （W取10%40%）O形圈與密封面的接觸面寬度b（mm）也取決于W和do ：b=( 4W2+0.34W+0.31do ( W取10%40%一般情況，考慮到壓力脈動(dòng)和抽真空的需求，Bo應(yīng)接近于槽寬，對(duì)于氣體介質(zhì)的密封，Bo應(yīng)比槽寬小0.1-0.2mm；對(duì)于液體介質(zhì)的密封，Bo應(yīng)比槽寬小0.2-0.5mm。同時(shí)Bo不應(yīng)大于槽寬，否則承壓后可能會(huì)減小密封接觸寬度，同時(shí)減小密封接觸應(yīng)力而導(dǎo)致泄漏。有壓力脈動(dòng)時(shí)，槽寬過大會(huì)導(dǎo)致O型圈來回偏

7、移，出現(xiàn)磨損；槽寬過小會(huì)導(dǎo)致O型圈填滿溝槽，導(dǎo)致阻力過大。Bo b145、O型圈溝槽設(shè)計(jì)5.1 O型圈溝槽設(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。原則：容易加工，尺寸合理，精度容易保證，拆裝方便。a，有壓縮3%-30%的壓縮。b，在介質(zhì)中膨脹，溫升膨脹。 c，太窄磨損，太寬滾動(dòng)磨損。155.1 O型圈溝槽設(shè)計(jì) 5.2 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)徑壓縮量和外徑壓縮量”構(gòu)成。 <”,O型圈安裝時(shí)受壓縮；拆卸時(shí)O型圈有彈跳；常用

8、于旋轉(zhuǎn)密封。 = ” ,O型圈安裝時(shí)未受壓縮；最為常用。 > ” ,O型圈安裝時(shí)受拉伸；用于滑動(dòng)密封，如活塞密封。 5.3 O型圈溝槽槽口和槽底圓角設(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=0.10.2 mm 過大，過小會(huì)出現(xiàn)什么情況？（擠出和割傷） 槽底圓角：防止出現(xiàn)應(yīng)力集中， 動(dòng)：R=0.11.0 mm ，靜:R=d0/2 mm ， 16 5.3 O型圈溝槽設(shè)計(jì) 5.4 O型圈溝槽槽口和槽底圓角設(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=0.10.2 mm 過大，過小會(huì)出現(xiàn)什么情況？（擠出和割傷） 槽底圓角：防止出現(xiàn)應(yīng)力集中， 動(dòng)：R=0.11.0 mm ，靜:R=d0/2 mm ， 5.5 O型圈溝槽表面粗糙度設(shè)計(jì)： 靜密封：Ra=6.33.2， 動(dòng)密封：Ra=1.6 ， 旋轉(zhuǎn)密封：軸凹槽：Ra=0.4或更小。 A，采用什么樣的工藝來加工溝槽比較好。 B，溝槽的粗糙度過大或過小會(huì)