(一) 旋转接头中辅助密封圈的作用和型式
辅助密封圈使用来构成旋转接头轴向密封的。即有动环密封圈与静环密封圈之分。动环密封圈随着空心轴一起转动,静环密封圈是静止的。在旋转接头结构中常采用静环密封圈形式。
辅助密封圈也是一个缓冲元器件,它的作用是利用自身的弹性补偿由于轴向跳动或者加工的贡茶所造成的摩擦面不贴合。
辅助密封圈有O形,环状骨架式油封、j型无骨架油封、波纹管等辅助密封圈多用于配置有滚动轴承的旋转接头中。
(二) 旋转接头中辅助密封圈的设计
(1)O型密封圈的断面为圆形,由于它设计制造简单,安装使用方便,密封可靠,所以在旋转接头结构中也得到了广泛的应用。
它的优点是:
A. 结构简单、紧凑;
B. 装拆方便;
C. 密封性能可靠,采用一个圈就能起到密封效果;
D. 有自封作用,能随着压力升高而机械保持密封作用;
E. 动摩擦阻力小;
F. 承受压力、温度范围较广。
O型密封圈由弹性材料制造,断面直径一般在3~7mm,选用的轴径一般在20~200mm左右。与轴的过盈量及圈本身的材料不同而不同。对于普通橡胶(表面硬度在肖氏硬度70左右),过盈大约为轴径的1~3%左右(小直径取大直径)。
合成橡胶O型密封圈压缩量大近似计算公式为:
式中是在预计瞬态下分开的距离,由此可见,若密封结构要求适应大约0.3mm的相对位移时。则O型圈的横截面直径为3.6mm,这样才能满足所讨论的准则。
对于聚四氟乙烯材料制造为O型圈内径自20~150mm,过盈量为0.15~0.30mm,
关于各种O型圈所用的密封槽有几种,旋转接头结构中常用方形槽。
为确保密封经历热瞬态的完整体,需要从两个方面考虑。首先是O型圈挤出破坏的可能性,其次是高温条件下合成橡胶在流体环境中的寿命。
为了避免挤出破坏的问题,要求在O型沟槽有足够的空间,以适应弹性体的热膨胀。弹性体的热膨胀系数约为,为刚的十倍。温度每升高100
,将使压缩量增加
。因此若缺少足够的空间适应膨胀,则密封将因挤出而遭破坏。
方形槽多用于橡胶O型圈,从上面分析,在任何情况下其面积要比O型圈的断面积为大,通常槽宽要比O型圈直径大1~2mm,环槽深应比密封圈外径小。密封槽内表面粗糙度为原表面光洁度
。
(2)骨架式密封圈多为橡胶制造。它的设计需要注意:
a.密封沟槽内部粗糙度相当于原光洁度。在壳体或者底盖等零件上设计装设其结构槽时,应多考虑便于拆卸。
b.为使油封便于安装和避免安装时损伤,需要在空心轴上倒角。
c.密封外径的配合处不应有孔、槽等,以便在装入和取出密封环时,外径遭受损伤。