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带压孔机所使用的O型密封圈是一种截面为圆形的橡胶密封圈,因其截面为O型,故称其为O型橡胶密封圈,也叫O型圈。
因其具有价格优势,工艺简单,功能可靠,并且要求简单,O形圈成为了常见的带压孔机密封用机械设计。这种O形圈可用于静态的应用中,也可以用在部件之间有相对运动的动态应用中,例如带压孔机的钻杆和变速箱。
带压孔机中使用这种密封圈可以提高设备的承压程度,在以下两种情况下容易造成泄漏:
1.间隙咬伤
被密封的零件存在着几何精度(包括圆度、椭圆度、圆柱度、同轴度等) 、零件之间不同心以及高压下内径胀大等现象,都会引起带压孔机密封间隙的扩大和间隙挤出现象的加剧。O型圈的硬度对间隙挤出现象也有明显的影响。液体或气体的压力越高,O型圈材料硬度越小,则O型圈的间隙挤出现象越严重,从而在设备运行中被咬伤。
防止间隙咬伤的措施:对O型密封圈的硬度和密封间隙加以严格的控制。选用硬度合适的密封材料控制间隙。常用的O型圈的硬度范围是HS60~90。低硬度者用于低压,高硬度者用于高压。
设计带压孔机时要配用适当的密封圈保护挡圈,是防止O型圈被挤入间隙的有效方法。
2.扭曲现象
扭曲是指O型圈沿带压孔机钻杆并周向发生扭转的现象,扭曲现象一般发生在动密封状态。
O型圈如果装配的妥善,并且使用条件适当,一般不容易在带压孔机的往复运动状态下产生滚动或扭曲,因为O型圈与沟槽的接触面积大于在滑动表面上的摩擦接触面积,而且O型圈本身的抗拒能力原来就能阻止扭曲。摩擦力的分布也趋向保持O型圈在其沟槽中静止不动,因为静摩擦大于滑动摩擦,而且沟槽表面的粗糙度一般不如滑动表面的粗糙度。
引起扭曲损伤的原因很多,其中 主要的是由于带压孔钻杆、钻杆和铜套的间隙不均匀、偏心过大、O型圈断面直径不均匀等造成,由于造成O型圈在本身周围受到的摩擦力不均匀,O型圈的某些部分摩擦过大,发生扭曲。通常,断面尺寸较小的O型圈,容易产生摩擦不均匀,从而造成扭曲(运动用O型圈比固定用O型圈的断面直径大就是这个道理。)
另外,由于密封沟槽存在着同轴度偏差,密封高度不相等以及O型圈截面直径不均匀等现象,可能使得O型圈的一部分压缩过大,另一部分过小或不受压缩。当沟槽存在偏心即同轴偏差大于O型圈的压缩量时,密封会完全失效。密封沟槽同轴度偏差大的另一个害处是使O型密封圈沿圆周压缩不均。
此外还由于带压孔机的O型圈截面直径、材质硬度、润滑油膜厚度等的不均以及密封轴表面粗糙度等因素的影响,导致O型圈的一部分沿工作表面滑动,另一部分则发生滚动,从而造成O型圈的扭曲。运动用O型圈很容易因扭曲而损坏,这是密封装置发生损坏和泄漏的重要原因。
因此提高密封沟槽的精密度以及减小偏心是保证O型圈具有可靠的密封性和寿命的重要因素。
带压孔机的密封圈不应是它处于扭曲状态。如在时就被扭曲,则扭曲损伤就会很快发生。在工作中,扭曲现象会将O型圈切断,产生大量漏油,而且切断的O型圈会混到液压系统的其他部位,造成重大事故。
为了防止O型圈的扭曲损伤,在设计时应注意以下几点:
a.O型圈于带压孔机的沟槽的同心度大小,应从方便和不产生扭曲现象两个方面来考虑。
b.O型圈断面尺寸应均匀,并且在每次时都应在带压孔机的密封部位充分涂抹润滑油或润滑脂。有时也可以采用浸透润滑油的毡圈式加油装置。
c.加大O型圈的截面直径,动密封用O型密封圈的截面直径一般应大于静密封用O型圈;此外,O型圈应避免用作大直径活塞的密封。
d.在低压下也产生扭曲损伤时,可使用密封圈保护挡圈。
e.降低铜套和钻杆的表面粗糙度,保证在密封表面保持一致。
f.采用低摩擦系数的材料O型密封圈。
g.可用不易产生扭曲现象的密封圈代替O型圈。

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