O形密封圈和密封圈槽选配及应用技术Word格式.docx

1、这种方法的弊端是:（1） 密封圈是弹性体,夕卜径测量不准确；（2）在设计新工具时,往往没有现成的密 封圈,难以确定尺寸,其过盈量往往拿握不准确。过盈量太大时密封圈易被剪切 损坏，太小又容易失封。针对这种情况,笔者提出一种选配密封圈的理论计算方 法（指外密封圈），以供参考、讨论。密封圈的密封机理密封圈蜜蜂属于挤压弹性体密封，是靠密封环预先被挤压有弹性变形产生预 紧力，同时，工作介质压力也挤压密封环，使之产生自紧力。也就是说,积压弹 性体密封属于自紧式密封。密封圈在截至压力P1作用下，其受力状况如图1所示,产生的接触压力为式中：6介质压力下的总接触压力，MPa加密封圈初始压力，称之为预接触压力，M

2、Pa Pc介质压力经密封圈传递给接触面的接触压力，成为介质作用接触压力， p=k Pl, MPa ,其中k为侧压系数,k=v/（l-v），对于橡胶密封件S0.9-0.985 ; v为密封圈材料的泊松比，对于橡胶密封件，二0.480.496。图1密封圈接触压丿J分们要保持密封，必须保证PcPl,而小6永远小于P1,故应保持足够的预接 触压力Pco z即密封圈要有足够的预压缩率,才能保证密封。但是如果预压缩率 太大，又会影响密封圈的工作寿命，因此密封圈和密封圈槽尺寸的合理匹配是延 长密封圈无泄漏密封寿命的必要保证。密封圈及密封圈槽的选配方法内密封圈的选配1:匕较简单不再赘述，这里只介绍一种外密封圈

3、的选配方法。假定孔、轴直接分别为D、d ,所选密封圈为DOXdO，问题是如何确定密 封圈槽的底径D1,如图2所示。图2密封圈及密封圈槽尺寸密封圈被套在密封圈槽上之后，一般都有一定的拉伸量，其断面直径dO变 小了，假定变为dl,根据体积不变原理，则密封圈安装前后的体积相等，即jV*!1 D? 密封圈外径，mm：血一巒封圈断浙直径，mm：D 孔直從，mm；8 密寸圈过inf *ib nun：dL拉伸后的密判圈ISrinin径，mn）o式小6位1叮根拥）他从* 1 |i选取惊爲対己知仏 则诃汁鉅岀d,为了简化iE 用D- 8 -血代普A 6 T计翼.则武可简化为（/ = / 6密封圈是典型的挤压型密

4、封。如图3所示，其压缩率通常由以下公式表ZFE = 0”! x 100%其中hO密封圈槽底至被密封面的距离,mm对于圆柱面静密封和往复动密封,210%15% ;对于平面静密封z 8二 15%30% ;旋转动密封*3%8% ;低摩擦密封*5%8%。选取密封圈压缩率时主要应考虑的因素，一是要有足够的密封面结出压 力；二是摩擦力应尽量小；三是尽量避免永久性变形。与压缩率相对应的是过盈量6 ,过盈量5表示密封圈的预压缩情况,其 推荐值见表1。表1基本尺寸与过盈量关系推荐值mm孔直径D尺寸范围过盈量动密封静密封300. 250.330. 30. 430 300. 35- 0. 500. 4；0. 650

5、-S00. 50- 0. 700. 6-0. 880 1200. 701.000. 8-1. 21201. 007 401.2-1. 6注：井下工具用密封圈多为静密封，&值应从静密封栏中选取。密封圈装入密封圈槽后,般都会有一定的拉伸量。但是根据所查阅的未对拉伸量有明确的定义。根据笔者的理解,拉伸量应该是拉伸后的密封圈 中径与自然状态时的中径之比，即a=+血）/ （Do-do） 式中a密封圈的拉伸量，mma的通常推荐值为1.01-1.05.笔者一般取值为1.05 ,特殊情况下，甚至取 为l.lo为了保证密封圈装入密封圈槽后不至于太松，a值取得稍大。3.密封圈槽的宽度与形状般推荐的密封圈槽尺寸见表

6、2 ,其形状如图4所示。槽宽大致为密封 圈断面直径的1.3倍,而平时设计中往往是密封圈槽宽度与密封圈断面直径相等，或者不 论密封圈断面直径多大,密封圈比槽宽0.5mm。采用这种尺寸设计的弊端是：（1）用起子或铁钎撬密封圈时，容易损坏密封圈槽，尤其是内密封圈槽，这将 降頊耐压差能力；（2 ）孑L、轴配合时，由于密封圈有预过盈量，槽太窄易剪 切密封圈。因此，今后在设计密封圈槽宽时应注意规范尺寸。在加工r为0.10.2 和R为0.20.5的圆弧时，要特别注意r处，如果太尖，在承受高压时易损坏密 封圈，需要用砂布将其稍稍打钝。表2密封圈槽的尺寸1 mm密封圈断面直径缶槽宽B|rr1.92.50.20.

7、 12.43.20.13. 14.00. 33. 54.50.34.66. 15. 77. 50. 28.611.00.54.轴空配合公差在承受大于16MPa压差时，孑d轴配合一般推荐为H8/f8或H8/f7 ,在承 受高压情况下，还要安装密封挡环1。而井下工具工作压力一般超过16MPa , 所用孔、轴配合常常采用H9/h9,H10/dl0,H10/cl0,甚至Hll/cll,方面精 度等级较低，另一方面孔、轴间隙太大。这就要求密封圈的过盈量也要大。如 V241-150酸化压裂封隔器的轴、孔配合采用H8/e8 z Y341148堵水封隔器 采用H9/d9 ,轴、孑L基本尺寸相同的酸化压裂封隔器

8、密封圈的过盈量比堵水封 隔器的小，密封效果就好。想通精度等级轴、孔的配合间隙不同，其受剪切力的面积大、则总作用力就 大，密封圈损坏的可能性加大，但如果轴、孔间隙过小，则轴、孔的同轴度要求 更高，加工难度增大。如果片面追求高精度，势必増加加工难度和成本。考虑到试制车间的加工水 平及井下工具的实际工作情况（主要是静密封）,笔者建议密封圈密封面的轴、 孔配合应优先选用H8/e8 ,在使用要求不高的情况下,也可选用H9/e9o5.橡胶硬度在工作压力816MPa范围内 橡胶推荐硬度为7080HS ;1632MPa 范围内，推荐硬度为8090HS。应加强密封圈进货质量检验。建议（1）密封圈槽的尺寸和形状应规范设计,不可随心所欲（2）为保证密封圈长期有效地工作，必须合理选择压缩率（或过盈量）、 拉伸量和孔轴配合精度等。（3）密封圈及密封圈槽的选配可由计算求得参考文献1顾永泉f流体动密封，东营：石油大学出版社，1990 : 327-347