往复运动橡胶O形密封圈密封机制及其特性的研究.pdf

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1、2011年6月润滑与密封June20l1第36卷第6期LUBRICAT10NENGINEERINGVo1．36No．6DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2011．06．019往复运动橡胶O形密封圈密封机制及其特性的研究陈庆陈利强康博(1．吉林化工学院吉林吉林市132022；2．吉林梦溪工程管理有限公司吉林吉林市132021){I摘要：通过对O形橡胶圈在往复运动中密封机制及其特性研究，探讨影响密封性能和使用寿命的重要因素，分析咬嚏密封失效原因，为指导科学合理设计和正确使用O形橡胶圈密封提供参考。咬关键词：往复运动；橡胶O形圈；密封机制；接触应力；动压效应咬、’中图分类

2、号：TB42文献标识码：A文章编号：0254—0150(2011)6—076～3StudyofSealMechanism＆CharacteristicforRubber0-ringinReciprocatingMotionChenQingChenLiqiangKangBo。(1．JilinInstituteofChemicalTechnology，JilinofJilinProvince132022，China；2．JilinMengxiEngineeringManagementCo．，Ltd．，JilinofJilinProvince132021，China)Abstract：These

3、almechanismandcharacteristicofrubber0一ringinreciprocationmotionwerestudied，thefactorsin—fluencesealcharacteristicandservicelifeofrubber0-ringwerediscussed，thefailurecausewasanalyzed，whichprovidesareferenceforthedesignanduseofrubber0一ring．Keywords：reciprocationmotion；rubber0一ring；sealmechanism；cont

4、actstress；motivepressureeffectiveness0形密封圈主要是用于静态和动态密封，特别是用于往复轴的密封。0形密封圈即圆形截面的密封垫圈，是一种普遍而通用的密封件且应用历史悠久，橡胶0形圈是最常见的弹性体密封件，它除了用作静密封件外，还广泛用作液压、气动往复运动的密封。图1弹性体密封受介质压力作用后的接触应力影响橡胶0形密封圈密封性能的因素很多，但Fig1Contactstressofelastomerinmediumpressure归根结底要从密封机制着手，探求实现密封的要素，影响密封性能的因子，从而进行科学合理设计和正确在操作过程中，流体压力P作用在密封环暴

5、露于使用，并在保证密封前提下，延长其使用寿命¨。介质的表面，使得密封面的接触应力增加到or(如1橡胶0形圈自密封机制图1所示)。密封面的接触应力超过了被密封的流“自动密封”或称“自密封”是依靠弹性体材料体压力P，从而实现了密封。接触应力or与介质压的弹性、并存在初始装配过盈量或预加载荷来实现力的关系可通过三维应力应变关系获得。的，可以通过一矩形截面来说明其原理。如图1所示密封环在自由状态下的截面初始厚度为d，当安装在{fs。=寺[一(f，+)](1)深度为t的沟槽内时，被压缩量为Ad，即密封环与，、安装空间的过盈量。因此，在安装之后，介质加压之【=l，一(：+)j前，密封接触表面受到预载荷

6、的作用，或者说产生了式中：。和8、，和、or：分别为介质压力P作用接触应力，此接触应力并不像螺栓法兰连接中密下产生的环向应力和应变、径向应力和应变、轴向应封垫片中的初始预紧力那样要求很大。力；为弹性体材料的泊松比。由于弹性体置于相对刚性的封闭的腔体内，故：8=0，s=0，=一0。由此可得：收稿日期：2010—11—17or=orO+P(2)作者简介：陈庆(1964一)，男，教授，主要从事教育教学工作一和流体密封技术研究．E-mail：ehenqingO787@126．con．对于弹性体材料肛0．5，代入式(2)得：2011年第6期陈庆等：往复运动橡胶0形密封圈密封机制及其特性的研究77=o

7、+p(3)方向运动，由压力分布，通过无限长雷诺方程得：这表明只要弹性体材料的泊松比肛维持在0．5附一aOxl＼1h2~OOpxI=旦2Ox+Oh(5)近(弹性体在其玻璃化温度以上，即处于高弹态时竹竹，。a就几乎都具有这一特征)，密封的接触应力or总比式中：方向为杆运动方向；h为膜厚度；P为液体介质压力P高or，因此具有自动适应流体压力变化压力；叼为液体黏度；U为流体相对运动速度；t为的能力。时间。20形环的基本结构及作用