缺陷名称 示 意 图 缺陷符号
最大允许极限截面直径( !!)
"级
# $ %& ! $ ’( ) $ ((
( $ )( * $ &&
+级
# $ %& ! $ ’(
) $ (( ( $ )& * $ &&
修
边
凸延部 "
& $ #& & $ #! & $ #,
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过渡
修边
#
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流痕
$
& $ &( !#( !#—- 形圈内
径)或
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’ $ (& ’ $ (&
& $ &) !#( !#—- 形圈
内径)或
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凹、凸缺陷
&
& $ ’& & $ %& # $ &&
# $ )& # $ ’&
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’
& $ &% & $ &% & $ #&
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& $ #& & $ #& & $ #)
第三节 -形橡胶密封圈安装沟槽和设计计算准则
./01 ),(! $ )—#2%%《液压气动用 -形橡胶密封圈 沟槽
和设计计算准则》适用
于安装 ./01 ),(! $ #规定的 -形圈,工作压力超过 #&345,需采用常挡边的结构型式。
一、-形圈沟槽型和尺寸
根据 -形圈的压缩方向,分为径向密封和轴向密封两种沟槽型式。径向密封沟槽型
式和尺寸见
, 6 # 6 *。轴向密封沟槽型式和尺寸见表 , 6 # 6 %。
·#,,·
第一章 通用 -形橡胶密封圈设计计算
表 ! " # " $ 径向密封沟槽型式和尺寸 %%
&形圈截面直径 !’ # ( )* ’ ( +, - ( ,, , ( -* $ ( **
沟槽宽度
气动动密封 ’ ( ’ - ( ! ! ( + + ( . . ( -
液压动密封
或静密封
" ’ ( ! - ( + ! ( ) $ ( # . ( ,
"# - ( ) , ( * + ( ’ . ( * #’ ( -
"’ , ( ’ + ( ! $ ( + #* ( . #, ( #
沟槽深度
#
活塞密封
(计算 !- 用)
液压动密封 # ( !’ ’ ( #+ ’ ( .+ ! ( !) , ( .,
气动动密封 # ( !+ ’ ( ’- - ( *- ! ( +, + ( ’*
静 密 封 # ( -) ’ ( *$ ’ ( $! ! ( #. , ( +$
活塞杆密封
(计算 !+ 用)
液压动密封 # ( !$ ’ ( ’! - ( *$ ! ( ++ + ( #+
气动动密封 # ( ,$ ’ ( -$ - ( ’! ! ( )+ + ( !-
静 密 封 # ( !’ ’ ( #, ’ ( ), ! ( -+ , ( ).
最小导角长度 $%/0 # ( # # ( , # ( ) ’ ( $ - ( +
槽底圆角半径 %# * ( ’ 1 * ( ! * ( ! 1 * ( ) * ( ) 1 # ( ’
槽棱圆角半径 %’ * ( # 1 * ( -
活塞密封沟槽底直径 !-
!-%23 4 !!%/0 " ’ #
!!—缸直径
活塞杆密封沟槽底直径 !+
!+%/0 4 !,%23 5 ’ #
!,—活塞杆直径
·’!!·
第四篇 液压密封件的设计计算
表 ! " # " $ 径向密封沟槽型式和尺寸 %%
&形圈截面面直径 !’ # ( $) ’ ( *+ , ( ++ + ( ,) - ( ))
沟槽宽度 " ’ ( * , ( $ + ( ) - ( , . ( -
沟槽深度 # # ( ’$ # ( .- ’ ( -+ ! ( ’! + ( -’
槽底圆角半径 $# ) ( ’ / ) ( ! ) ( ! / ) ( $ ) ( $ / # ( ’
槽棱圆角半径 $’ ) ( # / ) ( ,
沟槽外径 !- !- 0 !# 1 ’ !’
沟槽内径 !$ !$ 0 !#
二、&形圈沟槽尺寸公差和表面粗糙度(表 ! " # " .、表 ! " # " #))
表 ! " # " . 沟槽公差 %%
&形圈截面直径 !’ # ( $) ’ ( *+ , ( ++ + ( ,) - ( ))
缸内径 !!
1 ) ( )*
)
1 ) ( )-
)
1 ) ( )$
)
1 ) ( ).
)
1 ) ( ##
)
沟槽槽底直径(活塞密封)!,
)
" ) ( )!
)
" ) ( )+
)
" ) ( )*
)
" ) ( )-
)
" ) ( ).
总公差值 !! 1 !, ) ( #) ) ( #’ ) ( #! ) ( #* ) ( ’)
活塞直径 !. 2-
活塞杆直径 !+
" ) ( )#
" ) ( )+
" ) ( )’
" ) ( )-
" ) ( ),
" ) ( ).
" ) ( ),
" ) ( #)
" ) ( )!
" ) ( #,
沟槽槽底直径(活塞杆密封)!*
1 ) ( )*
)
1 ) ( )-
)
1 ) ( )$
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1 ) ( ).
)
1 ) ( ##
)
总公差值 !+ 1 !* ) ( #) ) ( #’ ) ( #! ) ( #* ) ( ’)
活塞杆配合孔直径 !#) 3$
·,!!·
第一章 通用 &形橡胶密封圈设计计算
!形圈截面直径 !" # $ %& " $ ’( ) $ (( ( $ )& * $ &&
轴向密封时沟槽外径 !* +##
轴向密封时沟槽内径 !% +##
!形圈沟槽宽度 "、"#、""
, & $ "(
&
轴向密封时沟槽深度 #
, & $ #&
&
!#&和 !-、!. 和 !) 同轴度
!.、!#&!(&
不得大于!& $ &"(
!.、!#& / (&
不得大于!& $ &(
表 - 0 # 0 #& 沟槽及其配合件表面粗糙度 !1
表 面 应用情况 压力状况
表面粗糙度
$% $%123
沟槽的底
面和侧面
静密封
无交变、无脉冲 ) $ "(# $ ’) #" $ ((’ $ ))
交变或脉冲 # $ ’ ’ $ )
动密封 # $ ’(& $ %) ’ $() $ ")
配合表面
静密封
无交变、无脉冲 # $ ’(& $ %) ’ $ )() $ ")
交变或脉冲 & $ % ) $ "
动密封 & $ - # $ ’
导 角 表 面 ) $ " #" $ (
注:括号内的数值为要求精度较高的场合应用。
三、!形圈沟槽设计准则
!形圈沟槽尺寸根据 !形圈的预拉伸率、预压缩率、截面积减小、溶胀等因素进行设
计。
(一)活塞密封 !形圈预拉伸率 &4
活塞密封时,所选用的 !形圈内径 !# 应小于或等于沟槽底直径 !),最大预拉伸率
不得大于表 - 0 # 0 ##规定值,最小预拉伸率应等于零,即:
&156 4 7
!)156 0 !#123
!#123
8 #&&4 7 &
或 !)156 7 !#123
&123 4 7
!)123 0 !#156
!#156
8 #&&4
或 !)156 7 !#156 # ,
&123( )#&&
·---·
第四篇 液压密封件的设计计算
式中 !!"#值见表 $ % & % &&。
表 $ % & % && 活塞密封预拉伸率 !
应用情况
’形圈内径 "& (
!!
!!"# ) *
动密封或静密封
$ + ,- . &/ + 01 ,
&$ + 1 . /, + - 2
$1 + 1 . 3- + 4 4
&11 . 011 $
012 . 041 /
静 密 封
04, . $11 /
$&0 . 2-1 0
(二)活塞杆密封 ’形圈预压缩率 #*
活塞杆密封时,所选用的 ’形圈外径( "& 5 0 "0)应大于或等于沟槽槽底直径 "2,最
大预压缩率不得大于表 $ % & % &0的规定值,最小预压缩率应等于零,即:
#!67 * 8
( "&!67 5 0 "0!67)% "2!"#
( "&!67 5 0 "0!67)9 &11* 8 1
或 "2!"# 8 "&!67 5 0 "0!67
#!"# * 8
( "&!"# 5 0 "0!"#)% "2!67
( "&!67 5 0 "0!67)
9 &11*
或 "2!67 8( "&!"# 5 0 "0!"#)& %
#!"#( )&11
式中 #!"#值见表 $ % & % &0。
表 $ % & % &0 活塞杆密封预压缩率
应用情况
’形圈内径 "& (
!!
#!"# (*
动密封或静密封
/ + -4 . &1 + 1 ,
&1 + 2 . 04 2
04 + , . 21 4
2& + 4 . &04 $
&0, . 041 /
静 密 封 04, . 2-1 0
(三)截面直径减小
’形圈被拉伸时截面会减小,截面直径的最大减小量!!"#可按以下经验公式计算:
·4$$·
第一章 通用 ’形橡胶密封圈设计计算
!!"# $
!%!&’
() *
!+!"# , !(!&’
!! (!&’
注:对于预拉伸率在 ()-以下时,按上式计算的截面直径减小量比实际值稍微偏大一些。
预拉伸率为 .-时,可以近似假定截面直径减小量为 +-。
受拉伸后的 /形圈最小截面直径 !% 按下式计算:
!% $
!%!&’(0 !(!&’ , + !+!"#)
. !(!&’
(四)/形圈挤压
/形圈挤压后变形,根据压缩率 "-计算 /形圈沟槽深度 # 或 $,# 和 $ 按下列公式
计算:
径向密封:
#!&’ $ !%!"# ( ,
" !"#( )())
#!"# $ !%!&’ ( ,
" !&’( )())
轴向密封:
$!&’ $ !%!"# ( ,
" !"#( )())
$!"# $ !%!&’ ( ,
" !&’( )())
式中 " !"#、" !&’为最大最小压缩率,见图 . , ( , ( 1图 . , ( , +。
压缩率数值可用于补偿拉伸引起的截面直径减小和沟槽加工误差,保证在正常工作
条件下有足够的密封性。
对于一些特殊应用情况,可通过修改沟槽深度,增加或减少压缩率,以达到合适的密
封要求。因此,应考虑拉伸引起的截面直径减小。
图 . , ( , ( 活塞密封
·*..·
第四篇 液压密封件的设计计算
图 ! " # " $ 活塞杆密封
图 ! " # " % 轴向静密封
(五)&形圈溶胀
当 &形圈和流体接触时,会吸收一定数量的流体,其溶胀性随不同流体而变化。&
形圈沟槽的体积应能适应 &形圈溶胀以及由于温度升高而产生的 &形圈膨长。
以
体积溶胀值为 #’(来计算沟槽宽度尺寸“ !”。对于静密封情况,允许采用体积溶胀值为
#’(的密封
。对动密封,推荐使用低溶胀值的 &形圈材料,但应始终避免出现负溶
胀,即“收缩”现象出现。
当采用体积溶胀值超过 #’(的 &形圈材料时,沟槽宽度应适当增加。
(六)沟槽深度
径向密封和轴向密封的沟槽深度由 &形截面直径压缩率数值确定。
活塞密封和活塞杆密封沟槽深度的极限值及对应的压缩变化范围见表 ! " # " #%的
规定。
轴向密封沟槽深度的极限值及对应的压缩率变化范围见表 ! " # " #!的规定。
·)!!·
第一章 通用 &形橡胶密封圈设计计算
表 ! " # " #$ 活塞(杆)密封沟槽深度和压缩率 %%
应 用
截面直径
!&
# ’ () & ’ *+ $ ’ ++ + ’ $) , ’ ))
%-. %/0 %-. %/0 %-. %/0 %-. %/0 %-. %/0
活
塞
密
封
液压动密封
深度 " # ’ !) # ’ !, & ’ #! $ ’ && & ’ 1$ $ ’ )$ ! ’ !! ! ’ +1 + ’ 1) * ’ )(
压缩率23 #! ’ + &+ ’ + #$ ’ $ ’ 1 #& ’ & #1 ’ , ## ’ & #( ’ & ## ’ + #, ’ +
气动动密封
深度 " # ’ !+ # ’ +& & ’ && & ’ $# $ ’ )& $ ’ #& ! ’ *+ ! ’ () * ’ #, * ’ $,
压缩率23 ## ’ * && ’ 1 1 ’ ( &) ’ ) 1 ’ * #, ’ + , ’ & #! ’ , , ’ ) #$ ’ ,
静密封
深度 " # ’ $* # ’ !* & ’ )+ & ’ #1 & ’ *1 & ’ 1* ! ’ #! ! ’ !, + ’ *& + ’ 1+
压缩率23 #+ ’ # &, ’ , #! ’ & &* ’ $ #! ’ + &+ ’ & #$ ’ + &$ ’ ( #$ ’ # ’ !
活
塞
杆
密
封
液压动密封
深度 " # ’ !+ # ’ +& & ’ && & ’ $) $ ’ )! $ ’ #! ! ’ *& ! ’ ,* * ’ #) * ’ $)
压缩率23 ## ’ + && ’ 1 #) ’ ) #1 ’ ) 1 ’ ) #* ’ , ( ’ ) #! ’ 1 ( ’ ) #! ’ ,
气动动密封
深度 " # ’ ++ # ’ *& & ’ $+ & ’ !$ $ ’ $ ’ $# ! ’ (& ! ’ 1* * ’ $, * ’ +(
压缩率23 * ’ ) #, ’ * + ’ ) #! ’ & ! ’ ) #& ’ # ! ’ ) ## ’ & ! ’ ) #) ’ 1
静密封
深度 " # ’ !# # ’ +# & ’ #$ & ’ &, & ’ () $ ’ ), ! ’ $) ! ’ *$ + ’ ($ * ’ #*
压缩率 #& ’ ) &+ ’ ) ## ’ + && ’ $ ## ’ ) &$ ’ $ #) ’ + &) ’ ( #) ’ ) #( ’ +
表 ! " # " #! 轴向密封沟槽深度和压缩率 %%
应 用
截面直径
!&
# ’ () & ’ *+ $ ’ ++ + ’ $) , ’ ))
%-. %/0 %-. %/0 %-. %/0 %-. %/0 %-. %/0
轴向密封
深度 # # ’ &( # ’ $( # ’ 1, & ’ ), & ’ ,+ & ’ (+ ! ’ &! ! ’ $! + ’ ,& + ’ (&
压缩率23 &) ’ ) $# ’ 1 #1 ’ ) &( ’ # #, ’ + &! ’ , #* ’ ) ’ 1 #+ ’ ) &) ’ )
(七)沟槽宽度
根据 4形圈材料体积溶胀值为 #+3来计算沟槽宽度 $,即:
% 5 6 # ’ + %。
式中 % 5———沟槽最小体积;
% 7———4形圈最大体积。
% 7 6 & ’ !*,!( !#%/0 8 !&%/0)( !&%/0)&
由密封沟槽圆角半径而减少的体积按下列公式计算:
% 9$ 6 # ’ $+ !$%/0( & #%/0)&
% 9! 6 # ’ $+ !*%-.( & #%/0)&
式中 & 9$———由活塞密封沟槽圆角半径而减少的沟槽体积(近似值);
% 9!———由活塞杆密封沟槽圆角半径而减少的沟槽体积(近似值)。
沟槽宽度 $ 按下列公式计算:
活塞密封 $ 6
# ’ #+ % 7 8 % 9$
) ’ ,(+!( !&!%-. " !&$%/0)
·(!!·
第四篇 液压密封件的设计计算
活塞杆密封 ! !
" # "$ " % & " ’(
) # *+$,( #-./01 2 #-(/34)
四、5形圈与适用的缸内径和活塞杆直径
根据对不同规格的 5形密封圈的液压、气动径向动、静密封适用范围的计算,列出对
应缸内径 #, 和活塞杆直径 #$ 的尺寸范围,供设计沟槽时选用。见表 , 2 " 2 "$。
表 , 2 " 2 "$ 5形圈与适用的缸内径、活塞杆直径 //
标记
#- 6 #"
液压动密封 气动动密封 径向静密封
#, #$ #, #$ #, #$
/01 /34 /01 /34 /01 /34 /01 /34 /01 /34 /01 /34
" # + 6 ( # *$ , # "(7 , # )*) ( # 7(7 ( # +*) , # -"7 , # )7)
" # + 6 , # )) , # (.7 , # (-) , # ".7 , # "-) , # ,,7 , # (,)
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·7,,·
第一章 通用 5形橡胶密封圈设计计算
标记
!! " !#
液压动密封 气动动密封 径向静密封
!$ !% !$ !% !$ !%
&’( &)* &’( &)* &’( &)* &’( &)* &’( &)* &’( &)*
# + , " #% + -- #, + -.- #, + $$- #$ + /,$ #% + .--
# + , " #0 + -- #/ + -.- #/ + %-- #% + /!$ #0 + .--
# + , " #1 + -- !- + -.- !- + %0- #0 + ,0$ #1 + .--
# + , " #, + -- !# + -.- !# + 0!- #1 + ,-$ #, + .--
# + , " #/ + -- !! + -,- !! + 0!1 #, + 1/# #/ + !%-
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# + , " !# + !- !$ + !,- !$ + /%/ !- + ,%/ !# + $%-
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# + , " .% + %- ., + 00- $- + -.! .$ + 11! .% + 01-
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·-%$·
第四篇 液压密封件的设计计算
标记
!! " !#
液压动密封 气动动密封 径向静密封
!$ !% !$ !% !$ !%
&’( &)* &’( &)* &’( &)* &’( &)* &’( &)* &’( &)*
! + ,% " - + %. #/ + .#. #/ + /.0 - + %1. - + 0%. #/ + #0. #/ + $,0 - + /#. - + ,0. #! + 0%. #/ + #!0 - + 1%. 0 + .#.
! + ,% " - + 1% #/ + !,. #/ + %10 - + -.. 0 + !.. #/ + $$. #/ + 1/0 - + %$. - + 0$. #/ + !.. #/ + /00 - + 0-. 0 + !,.
! + ,% " 0 + .. #/ + %#. #/ + -$0 0 + ./. 0 + $%. #/ + ,0. #$ + ..0 - + 11. 0 + #0. #/ + $%. #/ + ,,0 0 + !#. 0 + %#.
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第一章 通用 2形橡胶密封圈设计计算
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液压动密封 气动动密封 径向静密封
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第四篇 液压密封件的设计计算
标记
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液压动密封 气动动密封 径向静密封
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