O形圈
關(guān)注創(chuàng)建者：兵荒馬亂 創(chuàng)建時(shí)間：2021-03-06
O形圈的視頻教程
基于comsol的煤礦系列仿真
-瓦斯抽采、流固熱化耦合、采空區(qū)耦合性分析、動(dòng)水注漿等模型
二維模型下采空區(qū)三帶變化、O形圈、注氮滅火等情況下的模擬，流場(chǎng)-溫度場(chǎng)-化學(xué)場(chǎng)多物理場(chǎng)耦合。 4.注漿擴(kuò)散。采用 Comsol 軟件流體力學(xué)模塊對(duì)模型試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬，將漿液和水分別看作2 種流體，應(yīng)用兩相流的運(yùn)動(dòng)控制方程進(jìn)行計(jì)算，以便對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證及補(bǔ)充。研究了漿液在靜水和動(dòng)水條件下的漿液實(shí)時(shí)擴(kuò)散形態(tài)及注漿壓力分布規(guī)律。參考文獻(xiàn)：水泥漿液裂隙注漿擴(kuò)散規(guī)律模型試驗(yàn)與數(shù)值模擬_劉健。
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O形圈的實(shí)例教程
c.在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，能適應(yīng)O形圈可能產(chǎn)生的輕微的滾動(dòng)現(xiàn)象。一般認(rèn)為，裝配后的O形密封圈與槽壁之間留有適當(dāng)?shù)拈g隙是必要的。但是這個(gè)間隙不能過(guò)大，否則在交變壓力的作用下就會(huì)變成有害的“游隙”，而增加O形圈的磨損。
槽不宜太窄，如果O形圈截面填滿了槽的截面，那么運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦阻力將會(huì)特別大，O形圈無(wú)法滾動(dòng)，同時(shí)引起嚴(yán)重的磨損。槽也不宜過(guò)寬，因?yàn)椴圻^(guò)寬時(shí)O形圈的游動(dòng)范圍很大，也容易磨損。特別是靜密封時(shí)，如果工作壓力是脈動(dòng)的，那么靜密封就不會(huì)靜，它將在不適宜的寬槽內(nèi)以同樣的脈動(dòng)頻率游動(dòng)，出現(xiàn)異常磨損，使O形圈很快失效。
O形圈的截面面積至少應(yīng)占矩形槽截面面積的85%，槽寬必須大于O形圈壓縮變形后的最大直徑。在許多場(chǎng)合下保證取槽寬為O形圈截面直徑的1.1~1.5倍。當(dāng)內(nèi)壓很高時(shí)，就必須使用擋圈，這時(shí)槽寬也應(yīng)相應(yīng)加大。
工作方式不同，徑向密封或軸向密封，動(dòng)密封或靜密封，液壓密封或氣動(dòng)密封，密封溝槽尺寸不同。我國(guó)O形圈密封圈與密封溝槽尺寸系列根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3452.3—1988），也可根據(jù)對(duì)根據(jù)對(duì)密封圈壓縮量與拉伸量的要求計(jì)算設(shè)計(jì)溝槽尺寸。
3）槽深的設(shè)計(jì)
溝槽的深度主要取決于O形密封圈所要求的壓縮率，溝槽的深度加上間隙，至少必須小于自由狀態(tài)下的O形圈截面直徑，以保證密封所需的O形圈壓縮的變形量。
O形圈壓縮變形量由O形圈內(nèi)徑處的壓縮變形量δ’ 和外徑處的壓縮變形量δ’’ 組成，即 δ=δ’+δ’’。當(dāng)δ’=δ’’時(shí)，O形圈的截面中心與槽的截面中心重合，兩中心圓的圓周相等，說(shuō)明O形圈安裝時(shí)未受到拉伸。如果δ’>δ’’，則O形圈截面中心圓的周長(zhǎng)小于槽中心圓的周長(zhǎng)，說(shuō)明O形圈以拉伸狀態(tài)裝在槽內(nèi)；若δ’<δ’’，則O形圈截面中心圓的周長(zhǎng)大于槽的截面中心圓周長(zhǎng)，此時(shí)，O形圈受周向壓縮，拆卸時(shí)，O形圈會(huì)出現(xiàn)彈跳現(xiàn)象。
展開(kāi) 密封是一門(mén)非常有意思的專業(yè)，筆者認(rèn)為接觸式密封O形圈與非接觸式密封篦齒都是特別成功的設(shè)計(jì)（制造方便，應(yīng)用廣泛，性能優(yōu)異）。今天以O形圈為對(duì)象，分析其安裝過(guò)程中接觸比壓的變化，模型如下（注意模型的初始過(guò)盈）。
2.通過(guò)設(shè)置循環(huán)對(duì)稱（詳見(jiàn)前文），我們采用扇形段代替整體模型進(jìn)行分析，可以減少計(jì)算量。
3.設(shè)置O形圈為橡膠材料，采用Neo-Hookean超彈性本構(gòu)模型（請(qǐng)注意單位），網(wǎng)格劃分則比較隨意。
4.需要設(shè)置兩對(duì)接觸，這里都是采用相同的接觸形式：摩擦接觸（摩擦系數(shù)0.05），詳細(xì)設(shè)置如圖所示。
5.考慮到O形圈裝配是一個(gè)先拉伸后壓縮的過(guò)程，所以需要兩個(gè)時(shí)間步：第一個(gè)時(shí)間步是O形圈在膠圈槽內(nèi)拉伸的過(guò)程；第二個(gè)時(shí)間步是O形圈被外套壓縮的過(guò)程。需要注意的是一定要打開(kāi)大變形開(kāi)關(guān)，結(jié)果如下。
（1）拉伸過(guò)程
（2）壓縮過(guò)程
展開(kāi) 1.DIN24°錐輕系列接頭用O形圈
2.DIN24°錐重系列接頭用O形圈
點(diǎn)
摘要：橡膠密封圈在現(xiàn)代工業(yè)密封結(jié)構(gòu)中占有重要地位。密封件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)直接影響到整個(gè)密封系統(tǒng)的工作，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，則在工作過(guò)程中就容易引起失效，即使是一個(gè)很不起眼的密封圈原件的損壞失效，也可以造成價(jià)值數(shù)百萬(wàn)元甚至數(shù)億元的巨大損失，有時(shí)還可能造成不可挽回的環(huán)境污染和人員傷害等災(zāi)難性后果。
比如1971年，蘇聯(lián)聯(lián)盟11號(hào)飛船按程序啟動(dòng)制動(dòng)火箭，再返入大氣層時(shí)，返回艙和軌道艙分離。但連接兩艙的分離插頭分離后，返回艙的壓力閥門(mén)被震開(kāi)，密封性能被破壞，艙內(nèi)壓強(qiáng)迅速減小，致使3名宇航員慘死在密封艙中；再如1986年1月28號(hào)，美國(guó)“挑戰(zhàn)者”號(hào)在執(zhí)行代號(hào)STS-51-L的第十次太空任務(wù)時(shí)，因?yàn)橛覀?cè)固態(tài)火箭助推器上面的一個(gè)僅僅價(jià)值數(shù)美元的O形密封圈失效，導(dǎo)致一連串的連鎖反應(yīng)，并且在升空后73秒時(shí)，爆炸解體墜毀，機(jī)上7名宇航員都在該次意外中罹難，直接經(jīng)濟(jì)損失多達(dá)12億美元；又如我國(guó)火箭也曾因密封泄漏故障造成衛(wèi)星不能準(zhǔn)確入軌。
本文就以O形密封圈為例帶你學(xué)習(xí)橡膠制品仿真分析：
1、模型描述：
如圖1所示，簡(jiǎn)易的管道連接示意圖，右圖為左圖的刨面圖。這樣我們可以清晰的到藍(lán)色部分為壓頭，金屬材質(zhì)；灰色部分為密封槽，金屬材質(zhì)；綠色部分為O形密封圈，橡膠材質(zhì)。
圖1 簡(jiǎn)易的管道連接示意圖及其刨面圖
2、模型簡(jiǎn)化
考慮到金屬材質(zhì)相對(duì)于橡膠材質(zhì)要硬度要高很多，一般金屬的楊氏模量為GPa級(jí)別，而橡膠的等效楊氏模量一般為MPa級(jí)別，所以相對(duì)于橡膠而言，金屬部分可以近似看作剛性部件，另外，針對(duì)本次仿真的目的而言，我們不關(guān)心金屬部分的受力或者形變，綜上原因，在有限元建模時(shí)可以將金屬部分設(shè)置為解析剛體。
展開(kāi) O型圈密封
泵中常用的是橡膠O型圈。由于其形狀十分簡(jiǎn)單，因而制造容易，成本低廉，不論O型圈的整體尺寸有多大，其截面尺寸都很小(只有幾毫米)所以重量輕，消耗材料少，使用方法簡(jiǎn)單，安裝、拆卸方便，更為突出的優(yōu)點(diǎn)還在于O形圈具有良好的密封能力，使用范圍很寬。靜密封工作壓力可達(dá)100MPa以上，動(dòng)密封也可達(dá)30Mpa。適用溫度為-60～200℃，可滿足多種介質(zhì)的使用要求。因此在泵的設(shè)計(jì)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
O形密封圈安裝在溝槽和被密封面之間，有一定壓縮量，由此產(chǎn)生的反彈力給予被密封的光滑面和溝槽底面以初始的壓縮應(yīng)力。從而起到密封作用。當(dāng)被密封的液體壓力增大時(shí)，O形圈的變形也隨之增大，從而傳遞給密封面的壓力也增大，密封的作用也增大。這就是O形密封圈具有良好密封能力的原因。
O形密封圈雖然密封可靠，但如果不注意使用條件，也會(huì)發(fā)生泄漏，通常有以下幾種情況：
1、裝O形圈的溝槽尺寸超差，尤其是深度尺寸過(guò)大時(shí)，使O形圈安裝后壓縮變形量不足而影響密封能力。一般O形圈安裝后壓縮變形量應(yīng)在18%～22%之間，截面尺寸大時(shí)壓縮相對(duì)變形量較小，而截面尺寸較小時(shí)壓縮相對(duì)變形量則較大。
2、O形密封圈的公稱尺寸與實(shí)際安裝尺寸相差太多，形成O形圈在拉伸后截面尺寸縮小的狀況下工作，造成壓縮變形量不足而產(chǎn)生泄漏。
3、O形密封圈在安裝時(shí)，由于密封面的進(jìn)口沒(méi)有光滑的倒角或倒圓而將O形圈劃傷而產(chǎn)生泄漏。
4、O形密封圈的材質(zhì)不適用于密封介質(zhì)而被侵蝕后失效。
5、O形密封圈使用時(shí)間太久后老化變質(zhì)，彈性降低后而失效，所以在設(shè)備大修時(shí)一般都將O形圈更換。
展開(kāi) 
O形圈的最新內(nèi)容
[10] 蔣偉華.基于O形橡膠圈密封的高壓容器設(shè)計(jì)和研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2006.
[11] GJB1718A—2005 電子束焊接[S].
文章來(lái)源機(jī)械制造與自動(dòng)化. 2023,52(05)
目前常用的密封件由橡膠O形圈、金屬密封圈、彈簧蓄能密封圈以及PTFE密封圈等。
研究?jī)?nèi)容：
PTFE密封圈盡管容易蠕變和老化，但由于其自身良好的化學(xué)穩(wěn)定性以及耐高低溫性能，廣泛應(yīng)用于各大行業(yè)的密封場(chǎng)合，圖1顯示了密封圈壓縮-卸載過(guò)程中的密封特性。與橡膠等超彈性材料不同，PTFE密封圈在壓縮過(guò)程會(huì)產(chǎn)生塑性變形，卸載后不能完全恢復(fù)到初始狀態(tài)。
液壓缸
主要采用密封圈密封，常用的密封圈有o
形、V形、Y形及組合式等幾種，其材料為
耐油橡膠、尼龍、聚氨酯等。
01
O形密封圈
O形密封圈（O-ring）主要用于靜密封。
其安裝過(guò)程首先將O形圈放入溝槽內(nèi)，再將密封環(huán)折彎壓緊O形圈，故兩者會(huì)發(fā)生相對(duì)位置偏移，直接影響斯特封的密封性能，甚至造成工況
O形圈可以有圓形、方形、X 形、Y 形橫截面，不同的形狀具有不同的性能和適用性。
01
O型圈的密封原理
O形密封圈是一種雙向密封元件。安裝時(shí)，O形密封圈在徑向或軸向的初始?jí)嚎s量，決定了O形密封圈的初始密封能力。
在高負(fù)荷運(yùn)行中,頻繁調(diào)整螺距除加劇槳葉根部、O形密封圈磨損外,也造成槳葉安裝盤(pán)面與槳轂支承面異常磨損。
槳葉安裝盤(pán)面軸向磨損使槳葉密封圈的壓縮量減小,加速槳葉密封圈的失效。
本文就以O形密封圈為例帶你學(xué)習(xí)橡膠制品仿真分析：
1、模型描述：
如圖1所示，簡(jiǎn)易的管道連接示意圖，右圖為左圖的刨面圖。這樣我們可以清晰的到藍(lán)色部分為壓頭，金屬材質(zhì)；灰色部分為密封槽，金屬材質(zhì)；綠色部分為O形密封圈，橡膠材質(zhì)。
此方式鑲塊與安裝定位板間采用O形密封圈密封，鑲塊端部管頭用堵頭密封或焊接密封。此方式冷卻水密封效果好，不易發(fā)生泄漏，但冷卻水流路徑長(zhǎng)，壓強(qiáng)損失大。
適于制造各種橡膠密封制品，如油封、O形圈和隔膜等。關(guān)注公眾號(hào)“液壓說(shuō)”，獲取更多液壓知識(shí)。
氯醚橡膠
兼有丁 腈橡膠、氯丁橡膠、丙烯酸酯橡膠的優(yōu)點(diǎn)，其耐油、耐熱、耐臭氧、耐燃、耐堿、耐水及耐有機(jī)溶劑性能都很好，并有良好的工藝性能，其耐寒性較差。在使用溫度不太低的情況下，氯醚橡膠仍是制造油封，各種密封圈，墊片，隔膜和防塵罩等密封制品的良好材料。
1.調(diào)節(jié)桿 2,5,14,17.O形圈 3.圓柱彈簧 4.線圈繞組 6.上靜鐵芯 7.副片簧 8.下靜鐵芯 9.隔磁片 10.線圈導(dǎo)磁架 11.線圈骨架 12.套管 13.動(dòng)鐵芯 15.主片簧 16.密封組件 18.主閥體 19.工藝孔堵塞鋼珠
圖3 微型精密比例閥模型
圖4 技術(shù)路線
