連接器(航空插頭)O型圈知識
O型圈目前是水密性連接器最常見的徑向密封方式之一,這種密封方式的原理就是軟介質材料與硬介質材料的過盈配合,依靠軟介質材料的“流動”將間隙填滿,達到密封的效果。這個過程中,我們可以將O型圈視為“高粘度流體”,無論是受周圍機械結構壓力作用,還是受其他液體傳遞的壓力作用,這種“高粘度液體”在溝槽內“流動”,然後填充“間隙”這一系列的作用便形成了密封的效果。

下圖是O型圈工作狀態的示意圖:

a:未受壓力,只是受硬介質結構尺寸影響造成的初始擠壓變形;
b:受到結構壓力,向間隙運動,獲得更大接觸面積和密封應力;
c:O型圈受壓力下達到極限,有小部分密封材料進入並填充間隙。

d:如果受力過大,密封材料表面張力失效,材料進入開放區域或間隙,O型圈失效。
根據環境溫度、工作壓力、介質材料等來確定O型圈的材料、硬度和耐溫等級,之後再對O型圈的壓縮率、擠出極限及間隙進行計算,最終確定密封結構設計。
密封圈壓縮率:
連接器的密封通常屬於靜密封,對於一般密封使用,O型圈的壓縮率一般為15%~30%。
在有O型圈溝槽設計的結構中,壓縮率計算公式為:O型圈初始始變形直徑- 溝槽深度(需要密封間隙)/O型圈初始變形直徑。
註:這個壓縮率值也不是一個標準常量,具體使用具體設計,只是作為一個一般環境使用時的參考值。
密封圈擠出極限與間隙的確定:
O型圈的密封效果,來自於密封材料向間隙擠壓變形及小部分填充,在小於極限值的情況下,O型圈受壓力增加,變形更大,應力也更大,人而獲得更緊的密封。為了避免密封失效的情況發生,就要控制好擠出間隙的大小,這個擠出間隙的大小取決於O型圈的硬度、工作壓力及溝槽間隙的大小。這裡一個設計參考標準

小結:水下設備對連接器需求也在強勢增長,前些天和一位朋友還聊到過家用污水處理設備對連接器的應用要求,就目前情況來說,密封還是影響連接器在這領域應用的關鍵制約因素,而密封件設計又是連接器中容易忽略的一個部件,今天談這個話題既是對昨天話題的一個延伸,又是單獨對徑向密封方式的一個探討。密封設計除了O型圈還有溝槽設計,溝槽設計的內容明天再談了。
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