溝槽設計對密封圈使用壽命有重要影響,在設計手冊上都會給出相應的溝槽形狀和尺寸細節。為便于在特殊情況下對溝槽開展設計,在此對溝槽的設計原則進行論述。
1、根據計算的壓縮率,確定溝槽深度和公差,保證工作壓縮率。
2、根據密封圈的截面積和溝槽深度,確定溝槽寬度,保證溝槽截面積大于密封圈截面積。
3、溝槽槽底和槽口的圓角尺寸需計算后確定。
4、溝槽槽底圓角的大小主要與溝槽截面積相關,需要保證在有圓角的情況下,溝槽截面積仍大于密封圈截面積。
5、溝槽槽口圓角的大小影響密封圈的擠出和密封性能。當介質壓力較小時,圓角對密封圈擠出量和密封性能沒有太大影響; 當介質壓力較高時,圓角過大會導致密封圈被大量擠出,如下圖1所示。
此時密封圈所受壓力最大值位于被擠出部分,且會大于材料的屈服極限,導致密封圈永久變形,密封處的接觸壓力反而減小,不利于密封。根據文獻(魏列江,韓小霞,熊慶輝,等.O 形圈密封溝槽倒角半徑對密封性能的影響[J].液壓氣動與密封,2016,36( 3) :72-75) 中的分析計算,低介質壓力時,在保證密封圈不會被劃傷的前提下, 圓角半徑盡量選擇較小值; 在高介質壓力時,圓角半徑推薦選擇0.2 mm ~ 0.24 mm。