(一) 旋轉(zhuǎn)接頭中輔助密封圈的作用和型式
輔助密封圈使用來構(gòu)成旋轉(zhuǎn)接頭軸向密封的。即有動環(huán)密封圈與靜環(huán)密封圈之分。動環(huán)密封圈隨著空心軸一起轉(zhuǎn)動,靜環(huán)密封圈是靜止的。在旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)中常采用靜環(huán)密封圈形式。
輔助密封圈也是一個緩沖元器件,它的作用是利用自身的彈性補(bǔ)償由于軸向跳動或者加工的貢茶所造成的摩擦面不貼合。
輔助密封圈有O形,環(huán)狀骨架式油封、j型無骨架油封、波紋管等輔助密封圈多用于配置有滾動軸承的旋轉(zhuǎn)接頭中。
(二) 旋轉(zhuǎn)接頭中輔助密封圈的設(shè)計
(1)O型密封圈的斷面為圓形,由于它設(shè)計制造簡單,安裝使用方便,密封可靠,所以在旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)中也得到了廣泛的應(yīng)用。
它的優(yōu)點是:
A. 結(jié)構(gòu)簡單、緊湊;
B. 裝拆方便;
C. 密封性能可靠,采用一個圈就能起到密封效果;
D. 有自封作用,能隨著壓力升高而機(jī)械保持密封作用;
E. 動摩擦阻力??;
F. 承受壓力、溫度范圍較廣。
O型密封圈由彈性材料制造,斷面直徑一般在3~7mm,選用的軸徑一般在20~200mm左右。與軸的過盈量及圈本身的材料不同而不同。對于普通橡膠(表面硬度在肖氏硬度70左右),過盈大約為軸徑的1~3%左右(小直徑取大直徑)。
合成橡膠O型密封圈壓縮量大近似計算公式為:
式中是在預(yù)計瞬態(tài)下分開的距離,由此可見,若密封結(jié)構(gòu)要求適應(yīng)大約0.3mm的相對位移時。則O型圈的橫截面直徑為3.6mm,這樣才能滿足所討論的準(zhǔn)則。
對于聚四氟乙烯材料制造為O型圈內(nèi)徑自20~150mm,過盈量為0.15~0.30mm,
關(guān)于各種O型圈所用的密封槽有幾種,旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)中常用方形槽。
為確保密封經(jīng)歷熱瞬態(tài)的完整體,需要從兩個方面考慮。首先是O型圈擠出破壞的可能性,其次是高溫條件下合成橡膠在流體環(huán)境中的壽命。
為了避免擠出破壞的問題,要求在O型溝槽有足夠的空間,以適應(yīng)彈性體的熱膨脹。彈性體的熱膨脹系數(shù)約為,為剛的十倍。溫度每升高100,將使壓縮量增加。因此若缺少足夠的空間適應(yīng)膨脹,則密封將因擠出而遭破壞。
方形槽多用于橡膠O型圈,從上面分析,在任何情況下其面積要比O型圈的斷面積為大,通常槽寬要比O型圈直徑大1~2mm,環(huán)槽深應(yīng)比密封圈外徑小。密封槽內(nèi)表面粗糙度為原表面光潔度。
(2)骨架式密封圈多為橡膠制造。它的設(shè)計需要注意:
a.密封溝槽內(nèi)部粗糙度相當(dāng)于原光潔度。在殼體或者底蓋等零件上設(shè)計裝設(shè)其結(jié)構(gòu)槽時,應(yīng)多考慮便于拆卸。
b.為使油封便于安裝和避免安裝時損傷,需要在空心軸上倒角。
c.密封外徑的配合處不應(yīng)有孔、槽等,以便在裝入和取出密封環(huán)時,外徑遭受損傷。