在常见的工业密封系统中,特别是往复运动和静态密封中,密封圈能够承受多大压力取决于多种因素,如材质、工况、沟槽设计、密封件设计等,其中最主要的的限制因素就是挤压间隙。决定了密封件在密封系统中的性能表现。在高压应用中尤为突出。直接影响密封圈材质、类型、和设计的选择。
什么是密封挤出间隙 :
密封材料受力进入零部件之间(活塞与缸体或杆与端盖等壳体)间隙的过程称为间隙挤出。该间隙的尺寸称为挤出间隙或 “e-间隙”。
高压系统中的密封失效:密封圈在高压下通过间隙被"挤出"。挤出间隙过大,密封件可能会变形,发生冷流进入间隙,最终丧失密封完整性。
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表示分类:径向间隙与直径间隙
径向间隙尺寸=直径间隙尺寸/2
在密封圈选型与设计中, 应明显区别两者的定义,并做详细描述,避免低估径向挤出间隙而导致的密封失效。
在实际的密封应用中,有2个主要的影响因素:加工误差和不对中载荷(不同心)
加工误差:活塞或杆与壳体的加工制造精度存在误差
不对称载荷:不同心或侧向载荷会增大一侧的间隙,同时减小另一侧的间隙。往往导致密封圈的局部根部出现挤出。
在运行中,动态力、振动和磨损都会影响实际间隙。
由于各种影响因素的存在,密封件的设计必须考虑最大可能间隙,而不仅仅是标称图纸间隙。这确保了挤出间隙密封即使在不太理想的条件下也能可靠运行。
最大挤出间隙由零部件在最大径向不对中的条件下计算。计算时还要考虑壳体和导向部件的最小尺寸。
在液压缸中,误差受以下因素影响:
加速度力或旋转产生的摩擦力矩作用在液压缸上的外力;
水平安装下液压缸部件的重量;
活塞杆挠曲或导向环径向变形导致的液压缸部件的变形
多个液压缸部件的公差累积
对于密封圈挤出的密封失效问题,可参考以下文章:如何应对大挤出间隙,常见耐挤出设计。