O型圈是如何工作的

2018-04-13

O形圈是密封的最简单,最常见的类型为广泛的静态和动态的应用之一。 O形环槽的设计是相对简单的 - 通过以下为槽形状发达的规则时,获得了一种经济和可靠的密封。 O形环的倾向,返回到原来的形状时,横截面被压缩的基本原因的O形环,使一个很好的密封。

基本上,一个O型环密封件是由一个弹性的圆形横截面成设计的O形环槽的,提供一个初始压缩。

压缩的O形环所需要的力是硬度和横截面直径的结果。 O形环的拉伸通过减小的横截面,这减少了O形圈的密封潜在影响的密封压缩。

在零或非常低的压力下,橡胶化合物的天然弹性提供了密封。密封性能可以通过增加径向挤压得到改善。这种增加在挤压可具有较高的压力动态密封的不利影响。

径向挤压提供了O形环和保持它在安装位置的槽之间的摩擦力。工程化以变形,橡胶化合物向上流动至挤压间隙,完全密封其防止泄漏,直到所施加的压力是足以克服摩擦力和变形的O形环进入小挤出间隙(假设橡胶已达到其在压力下流动的限制,力进一步增加将导致失败通过剪切或挤压)。

槽的目的是提供在密封的初始力跨越一个轴在7%到30 percent.This压缩力通常是垂直于该力施加的范围内。有在对其他轴线的槽的自由体积。

当施加压力时,O形环会向槽的低压侧移动。密封压力被传递到表面被密封,这实际上比等于初始干扰压力的量所施加的流体压力高。

增大所施加的压力造成的密封件和配合表面之间的干涉的应力。虽然这种情况仍然存在,O形环将继续正常并可靠地向上传播到几百磅的力,假设O形环选择是正确的大小和槽被加工成适当的大小。

随着压力的增加,环变形会被夸大,最终挤压环的部分到挤压间隙。如果挤出间隙过大,之后它完全从高压挤出的密封件将会失败。

当压力释放,对橡胶化合物的结果在一O形环的弹性返回到其自然形状,准备类似周期。

这些材料中,在其正常的操作温度,是几乎不可能进行压缩和具有非常低的弹性模量。可以改变它们的形状(而不是它们的体积)和所施加的径向挤将导致增加跨越槽的密封件的长度。

这种增加会更大作为膨胀橡胶的结果,由于被密封流体和材料的相容性来加热。该槽必须正确大小,以允许橡胶化合物的最大膨胀,否则该组件将开发非常高的应力。

当足够的力被施加时,O型圈将朝向低压侧移动,直到槽的其接触面。附加的压力或力将变形的O形环朝着挤压间隙。 O形环最初将变形为“D”形状。这种变形会增加表面接触面积的初始横截面的70%-80%。在高压下的O形环的表面接触面积大约是原来的几何形状的两倍,在零压力。

密封挤出的可能性并不限定于动态应用。在静态轴向应用,装配螺栓在高压下的拉伸可以打开挤出间隙足以允许泄漏。

内部压力限制由间隙和密封圈的硬度(某些数据给出在上面的图)来确定。在实践中,间隙通常为给定的环的大小和应用指定。如果在低温下工作时,它可能是必要的,以减少腺体深度来补偿环的收缩,并提供所需的挤在收缩尺寸。

在该温度下天平的另一端,它可能是可取的稍微增加槽深,以避免过分挤压环在工作温度。这种效果可以是在极端的温度显著因为弹性体的热膨胀系数比金属的高。