(一) 旋轉接頭中輔助密封圈的作用和型式
輔助密封圈使用來構成旋轉接頭軸向密封的。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動,靜環(huán)密封圈是靜止的。在旋轉接頭結構中常采用靜環(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接頭中。
(二) 旋轉接頭中輔助密封圈的設計
(1)O型密封圈的斷面為圓形,由于它設計制造簡單,安裝使用方便,密封可靠,所以在旋轉接頭結構中也得到了廣泛的應用。
它的優(yōu)點是:
A. 結構簡單、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械保持密封作用;
E. 動摩擦阻力小;
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:
式中是在預計瞬態(tài)下分開的距離,由此可見,若密封結構要求適應大約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則。
對于聚四氟乙烯材料制造為O型圈內徑自20~150mm,過盈量為0.15~0.30mm,
關于各種O型圈所用的密封槽有幾種,旋轉接頭結構中常用方形槽。
為確保密封經歷熱瞬態(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,以適應彈性體的熱膨脹。彈性體的熱膨脹系數約為,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)槽深應比密封圈外徑小。密封槽內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。它的設計需要注意:
a.密封溝槽內部粗糙度相當于原光潔度。在殼體或者底蓋等零件上設計裝設其結構槽時,應多考慮便于拆卸。
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有孔、槽等,以便在裝入和取出密封環(huán)時,外徑遭受損傷。