動(dòng)密封可分為旋轉密封和往復運動(dòng)密封。
1)旋轉密封
此種密封方式的o型圈摩擦與磨損非常強烈。工作時(shí)o型圈總是固定在轉軸表面的一條線(xiàn)接觸,不斷地摩擦生熱。根據焦耳熱效應,即橡膠o型圈在拉伸狀態(tài)時(shí)因轉動(dòng)摩擦生熱而收縮,因收縮更增加對轉軸的抱緊力引起更大的摩擦而導致惡性循環(huán)使橡膠圈迅速老化而失效,故這種密封的應用受到限制。
采用合理設計,使o型圈壓縮量小于5%,o型圈與旋轉軸內徑相等,使之處于壓縮或無(wú)拉伸狀態(tài),加強散熱和潤滑,可密封線(xiàn)速度小于4m/s的軸,故可用于一些小型或慢速機構,如手動(dòng)轉閥,小型齒輪油泵等。
(2)往復運動(dòng)密封
往復運動(dòng)密封廣泛地應用于氣動(dòng)、液動(dòng)等工程中,是o型圈的重要使用場(chǎng)合。其結構一般如圖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(shí)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(huì )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,當活塞向左運動(dòng)時(shí),粘附在活塞上的液體帶進(jìn)o型圈前方的楔形狹縫中侵入到第一個(gè)凹形區,這部分的液體的壓力比P1大,當它大于o型圈對金屬軸的接觸壓力時(shí),就掀起接處,進(jìn)入到另一個(gè)凹形區,這就形成了在運動(dòng)方向上的泄漏。
往復運動(dòng)的泄漏量可由下式表示:
Q:泄漏量;D:活塞直徑;r:油的運動(dòng)粘度;u:往復運動(dòng)的平均速度;F(p):與壓力有關(guān)的系數;F(H):與硬度有關(guān)的系數。
除泄漏外,還應注意O型圈的咬傷、扭轉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(dòng)阻力大易發(fā)生爬行,密封壓力小于40MPa。
從制造上來(lái)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,根據毛邊所在的位置,前者一般用于動(dòng)密封,后者用于靜密封。
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