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液壓系統密封是清障車非常重要的問題,長期困擾我國液壓技術的油液泄漏問題,很大程度上是由于液壓系統的設計、裝配、使用者對密封問題不夠重視,對密封原理不甚了解,設計、選用、裝配、維護不當往往是造成泄漏的主要原因。O型密封圈在清障車的液壓系統密封中應用最廣泛,也是清障車使用中容易產生液壓油泄漏的主要部件之一。筆者參考國內外一些資料,結合我公司在售后服務中發現的一些問題,對O型密封圈的靜密封在設計、選用、裝配、維護過程中的一些問題進行探討,以供清障車制造、使用、維護單位參考。
一、概述
O型密封圈簡稱O型圈,是一種截面為圓形的橡膠圈。
O型密封圈的特點;
1、結構尺寸小、裝拆方便;
2、靜、動密封均可使用,用作靜密封時幾乎沒有泄漏;
3、使用單件O型密封圈,有雙向密封作用;
4、動摩擦阻力小;
5、價格低廉;
6、工作壓力范圍:1.333×103Pa的真空到400MPa的高壓;
7、溫度范圍:-60°C到200°C.
二、O型密封圈的密封原理
O型密封圈是一種擠壓型密封。擠壓型密封的基本工作原理是依靠密封發生彈性變形,在密封接觸面上造成接觸壓力,接觸壓力大于被密封的介質的內壓,則不發生泄漏。反之則發生泄漏。
三、用于靜密封時的密封原理
O型密封圈裝入密封槽后,其截面承受接觸壓縮應力而產生彈性變形,對接觸面產生一定的初始接觸密封壓力P0?,即使沒有介質壓力或者壓力很小,O型密封圈靠自身的彈性力作用也能實現密封。
如圖b所示,當容腔內充入有壓力的介質后,在介質壓力的作用下,O型密封圈發生位移,移向低壓力側,同時其彈性變形進一步加大,填充和封閉了間隙δ,此時,作用于密封副偶合面的接觸壓力上升為Pm
Pm = PO + Pp
式中????Pp——經O型密封圈傳給接觸面的接觸壓力,
Pp = K×P
K——壓力傳遞系數,對于橡膠制密封圈K=1
P——被密封液體的壓力
從上面的公式可以看出,充入有壓力的介質后,大大增強了密封效果。由此可見,只要O型密封圈存在初始壓力,就能實現無泄漏的絕對密封。這種靠介質本身壓力來改變O型密封圈接觸狀態,使之實現密封的性質,稱為自封作用。
理論上,壓縮變形即使為零,在油壓下也能密封,但實際上O型密封圈安裝時可能會有偏心。所以,O型密封圈裝入密封溝槽后,其斷面一般要受到7%—30%的壓縮變形。靜密封取較大的壓縮率值。
四、O型密封圈的材料
O型密封圈材料的選擇對其密封性能和使用壽命有較大的影響。
O型密封圈的材料選擇考慮:使用介質、使用溫度、靜或動密封。
介質為石油基液壓油的、溫度在-50—120°C時,用丁腈橡膠(NBR)。作為靜密封用O型密封圈,通常材料的硬度為邵爾70度,比動密封件要硬。
丁腈橡膠具有良好的耐熱性,可以在100—120°C范圍內工作,對礦物油好脂類有很好的耐受性,同時具有較寬的工作液體(包括水、乙二醇)適用范圍。根據丁腈含量的不同分為高、中、低三種,含丁腈量越高,耐油性能越好。
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