一、全氟O型圈的沟槽设计

1、O型圈的压缩变形量

全氟O型圈的使用经验表明,安装后推荐压缩量为12%-18%,有利于延长密封寿命。过大的压缩变形可能导致O型圈破裂、挤出、特别是当O型圈在高温环境中工作时,此时的热膨胀是主要考虑因素。

当O型圈的工作温度低于0℃的时候,应该使用特别的压缩量,此时安装后推荐压缩量为15%-21%。当O型圈处于循环温度环境,(从低温到高温》149℃)中时,高压缩量存在着潜在的风险,必须在两者之间有一个平衡。

2、O型圈的拉伸

为了获得适当的密封性能即延长密封寿命,安装时拉伸1%-3%是比较适当的,可到5%。拉伸量过小可能会导致O型圈安装不稳,过大则可能会导致O型圈断裂或承受较高的内部应力(Gow-Joule效应)而导致过早失效。

3、热膨胀

在25-250℃的温度范围内,全氟橡胶线膨胀系数是3.2*10^-4℃^-1。转化成体积热膨胀后全氟橡胶大体上比氟橡胶大75%。当在高温环境中应用时,就必须考虑这个膨胀因素,否则将导致密封件过早的失效。

当设计一个密封系统时,标准的沟槽设计时设计的起点。在多数情况下,沟槽空间或许对全氟O型圈来说是充分的,然而当遇到高温工况时,沟槽体积就可能会满足不了O型圈的膨胀,此时O型圈会从沟槽间隙挤出,或沿着圆周方向将密封件劈开(多数情况下是延分模面裂开)。在遇到这两种情况时,就要考虑增加沟槽体积来适应O型圈热膨胀效应。

二、全氟O型圈的安装

1、润滑

弹性体密封安装过程中,通过使用润滑油脂可以减小磨损和卡咬。一般来说,薄薄的润滑膜对于安装O型圈来说是必须的,因为全氟密封件用于恶劣工况中,润滑油能够提高密封件的耐高温碳化破裂能力。在多数情况下,使用被密封的介质当做润滑油、氟化油,例如:粉末状石墨也可以用作润滑油。即使使用了润滑油,密封件的安装过程也要注意减少对O型圈的损伤。

2、拉伸

大多数全氟橡胶的扯断伸长率在120%-170%。当安装O型圈的时候,必须注意伸长率这个数据,防止超出扯断伸长率而导致O型圈断裂。一般来说,安装O型圈的拉伸程度应控制扯断伸长率的50%以内,如果遇到很难安装的状况时,应先将O型圈置于热水中软化,正确的安装方法可以避免密封件的损伤。

三、全氟O型圈沟槽设计

密封沟槽设计包括形状、尺寸、精度、表面粗糙度等。对动密封,还要确定相对运动间隙。沟槽设计原则是加工容易,尺寸合理,精度容易保证,O型圈拆装较为方便。往复运动的活塞与缸壁之间必须有间隙,其大小与介质工作压力和O型圈材料硬度有关。间隙太小,制造、加工困难‘间隙太大,O型圈会被挤入间隙而损坏。一般内压越大,间隙越小;O型圈材料硬度越大,间隙可放大。密封沟槽的表面粗糙度,直接影响着O型圈的密封性能个沟槽的工艺性。静密封用O型圈工作过程中不运动,所以沟槽的粗糙度用Ra=6.3-3.2μm,对于往复运动的O型圈,因常在槽内滚动,槽壁与槽底的粗糙度应低一些,要求Ra在1.60μm以下。旋转运动用O型圈一般在沟槽内是静止的,要求槽的粗糙度Ra为0.40μm或者抛光。