橡膠O型圈密封運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
橡膠O形圈是一種斷面呈圓形的圓環(huán)形密封件,在所有密封制品中是產(chǎn)量最大,標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度最高,使用最成熟的一類密封制品。
橡膠O型圈在流體密封中按其工作狀態(tài)可分為靜態(tài)密封和動(dòng)態(tài)密封。
當(dāng)
橡膠O型圈用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封時(shí),其密封機(jī)理也是自密封作用。
但由于
橡膠O型圈處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài),而且流體壓力是從O形圈兩面交替施加的,所以該過程極為復(fù)雜。通過活塞桿密封件的實(shí)驗(yàn),基本熟悉了往復(fù)運(yùn)動(dòng)O形圈密封和泄露的機(jī)理。假如將O形圈和軸的表面放大,其表面會(huì)是凹凸不平的,尤其是橡膠O形圈的接觸面則以其突出處與軸接觸。當(dāng)軸開始向右運(yùn)動(dòng),由于軸將與其黏著的液體帶進(jìn)O形圈和軸之間的楔形狹窄區(qū),這部分的液體壓力將大于工作流體壓力。假如這個(gè)壓力大于O形圈的接觸壓力,橡膠O形圈便會(huì)被頂起,液體就侵進(jìn)到凹處,從而造成泄露。當(dāng)軸向相反方向運(yùn)動(dòng)時(shí),因軸的運(yùn)動(dòng)方向與壓力方向相反,沿軸運(yùn)動(dòng)方向的泄露就減小,兩者之差就形成了往復(fù)運(yùn)動(dòng)中向外部的泄露。一般來說,液體黏度越大,軸速越大,這種滑動(dòng)效果也就越大,泄漏也就越嚴(yán)重。
橡膠O形圈放入密封溝槽中,一側(cè)或兩側(cè)是要求被密封的流體介質(zhì)。不論是受周圍機(jī)械結(jié)構(gòu)的機(jī)械壓力作用,還是受液壓流體傳遞的壓力作用,彈性體通過變型(彈性的或非彈性的)來補(bǔ)償間隙,型成“零間隙”,或者說阻止了被其密封的流體的流動(dòng)。橡膠的彈性補(bǔ)償了制造和配合公差,其材料內(nèi)部的彈性記憶是維持密封的重要條件。
從高分子角度看,橡膠O形圈材料的密封行為類似于黏度很高的流體,它具有把壓力傳遞到與之接觸的表面上的特性。當(dāng)橡膠O形圈裝在溝槽中使其斷面受到一定程度的壓縮(通常為8%-25%)時(shí),便產(chǎn)生一個(gè)初始接觸應(yīng)力。在被密封流體(空氣、水、油等)的壓力極低或即是零的情況下,在高的流體壓力下,橡膠O形圈被壓向與壓力方向相反一側(cè)的溝槽角落,并產(chǎn)生堵塞流體泄露通道的應(yīng)力分布,起到密封作用。即在大的流體壓力下,密封的接觸壓力即是橡膠O形圈的初始接觸應(yīng)力與流體壓力產(chǎn)生的接觸應(yīng)力之和。接觸壓力總是稍大于液體的工作壓力,所以極大地進(jìn)步了密封效果。
橡膠屬熱溶熱固性之彈性體,塑料則屬于熱溶冷固性。橡膠因硫化物種類主體不同,其成型固化的溫度范圍,亦有相當(dāng)?shù)牟罹?,甚至可因氣候改變,室?nèi)溫濕度所影響。因此橡膠制成品的生產(chǎn)條件,需隨時(shí)做適度的調(diào)整,若無,則可能產(chǎn)生制品品質(zhì)的差異。