方法兰密封设计研究.pdf

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1、造船技术2015年第l期(总第323期)方法兰密封设计研究汪强，朱月宝(江南造船有限责任公司设计部，上海201913)提要船舶上的液压系统通过封闭回路中的受压流体来传递和控制功率，起着举足轻重的作用。系统中的各个元件、附件和管路均需密封，其中液压管路密封的好坏取决于管子连接。液压管连接形式主要为方法兰连接，0形圈和沟槽的选取合理与否直接影响到液压方法兰密封性能的好与坏。关键词液压方法兰0形圈沟槽中图分类号U662文献标识码ATheResearchofSquareFlangeTightDesignWANGQiang．ZHUYue—bao(DesignDep．inJiangNanShipbui

2、ldingCo．，Ltd．，Shanghai2O1913，China)AbstractMarinehydraulicsystemisimportantasittransmitsandcontrolsthepowerthroughthepressurefluidinclosedcircuit．Theelements，attachmentsandpipefittingsinthesystemsareallneededtobesealed．Thesealingofhydraulicpipelinedependsonpipeconnec—tion．Squareflangeconnectionist

3、heprimaryconnectiontypeinhydraulicpipelineconnec—tions．TheselectionofO—ringsandgroovesdirectlyaffectthesealingofhydraulicsquareflange．KeywordsHydraulicSquareflange0一ringGroove兰结合处的问隙(见图l(c))，造成磨损乃至磨断。l引言间隙是由于液压方法兰紧固件失效(螺母松动、高应在船舶的建造和运营过程中，液压管路方法兰力下螺栓拉紧力减少／塑性变形、螺栓腐蚀等)，配对泄露的情况较多。液压方法兰泄露首先会造成损法兰在压力下产

4、生相对背离而出现的。由于0形油、污染；其次，会造成船舶建造过程中的等工、返圈外观尺寸(如表面偏移)和物理性能(如硬度)不工，运营过程中的停运，严重时甚至危及船舶的安足，被管路内部压力压人空隙，久而久之，o形圈破全；上述情况的出现容易造成我厂经济和声誉的双损失效。重损失。因此，我们需要分析方法兰泄露原因并提根据图1(b)分析，由于O形圈外观尺寸和沟槽出解决方案。尺寸不足、O形圈接触面粗糙度超标，导致0形圈损坏。此处，O形圈外观关联尺寸主要为错位／错2方法兰泄漏原因分析边、组合飞边、开模细微破裂、过度修边、流痕、缺胶拆检泄露液压方法兰，我们发现泄露的原因为和凹坑等，这些尺寸超差是。形圈磨损的内

5、因。沟密封件O形圈出现破损，主要出现图l所示情况：槽主要关联尺寸为沟槽外径、深度、宽度、底圆角半图1(a)0形圈局部磨断和图1(b)0形圈周边磨损。径、棱圆角半径；沟槽外径过大使得。形圈缺少必根据图1(a)分析，O形圈被局部压人液压方法要的支撑面，过小则容易造成0形圈的挤出；沟槽深度和宽度过小容易造成0形圈过渡压缩(过大在作者简介：汪强(1985一)，男，工程师。试验过程中就会出现泄露从而被更换)；底／棱圆角·46·造船技术2015年第l期(总第323期)平法兰形率满足标准要求(见图5)：／min≤C一(1一h／d2)×100≤max(2)压丸P／(／凹法单面受压一Oj嗍瑟载面直径Hln一

6、最大压缩率％平法兰一最小匿缩率％／／／凹法压bP／／医为PN图5不同线径0形圈压缩率范围／例：线径3．55的0形圈初始压缩率需在19双面受压～26之问，计算可得min(^)===2．627mm，图3挡圈安装示意豳max()一2．8755mm。在综合考虑压缩率适中和柏_盆∞∞m0数据圆整的情况后，建议h取值2．75mm。2．2沟槽尺寸与O形圈设计沟槽尺寸b时，综合考虑O形圈工况下的根据。形圈压缩方向，O形圈沟槽形式分为径膨胀(热胀、溶胀)以及相应误差的影响，0形圈体积向密封和轴向密封，根据压力来向分为内压和外压，的上限(。)不能超过沟槽体积()的85；即我厂使用的液压方法兰属于轴向密封受内部

7、压力的沟槽形式(见图4)。涉及O形圈密封效果的尺寸主。／V≤85(3)要为d(沟槽外径)、矗(沟槽深度)、6(沟槽宽度)、o形圈体积：r(沟槽底圆角半径)、7"2沟槽棱圆角半径)、接触面V。一2．4674×(1+d2)·d2·d2(4)粗糙度。鉴于沟槽的圆角半径影响较小，在计算时忽略不计，故沟槽体积计算如下：Vh==：Ⅱ×(7—6)·h·b一3．1416×(l+2d2—6)·h·b(5)例：O形圈为28×3．55，沟槽深