Y型橡胶密封圈内唇与活塞或外唇与缸体夹角的确定根据产品密封唇口按弹性力学处理,材料的力学性能满足虎克定律。橡胶密封圈密封压力F垂直于密封唇口切线,应符合以下公式:
Fx=F•cosA
Fy=F•sin A
通过力学分析得知,活动接触面向上的力不能小于Y向分力Fy,即:
F•cos A•f≥F•sinA
F-预紧力(作用方向与唇口方向垂直);
f-密封唇口与活动接触面的摩擦系数。
得出A=arctgf,也就是说,角度A的选值与活动接触面的摩擦系数的大小有关金属与橡胶的摩擦系数一般为0.3~0.4,由此得知A值在16.7度到22度之间。
根据工作压力为1MPa,材料硬度为80度,活塞杆速度V=0.5m/s,装配尺寸:槽宽=8.2mm,槽底直径=79.5mm,缸体内径=90mm。配置橡胶密封圈尺寸:
1)挤出间隙g=0.3mm;橡胶密封圈根部外径=缸体外经-2g=90-0.6=89.4mm,同理得出产品根部内径为80.1mm。
2)橡胶密封圈高度尺寸及公差范围参考HG4-335-66,h=(7.0±0.2)mm;由于存在工作压力,即使橡胶密封圈高度比沟槽宽度小1mm左右,加之往复运动的速度不高,也不会出现橡胶密封圈在沟槽内蹿动的现象。
3)
橡胶密封圈根部高度选择应参考HG4-335-66进行,根部高度=4.2mm。
4)唇口装配单边过盈尺寸为 0.7~0.75mm,所以唇口部位外径尺寸为91.5mm,内径尺寸为78.1mm。
5)唇口厚度=2.0mm 夹角A=17度,顶角B为60度。
掌握了Y型密封圈设计时应注意的几个关键尺寸和设计准则。在实际设计中要根据用户的使用工况对产品局部设计规范稍作改动。例如:橡胶密封圈唇口厚度随着工作压力的增大应当适当加厚,顶角适当减小等等,但这些改动设计人员应当灵活掌握。