一种轴密封圈压缩率计算方法

技术领域

本发明属于轴密封技术，具体涉及一种轴密封圈压缩率计算方法。

背景技术

密封圈是常用的密封器件，广泛应用于各种需要密封的场合。然而为了保证密封效果，需要对密封圈的性能进行研究，因此涉及到密封圈压缩率的计算。现有工程设计过程中，如图1的轴槽密封结构，均以标准HB/Z 4-95《O型密封圈及密封结构的设计要求》进行密封圈压缩率的计算。

(1)最小压缩率计算具体方法如下：

1)计算O型密封圈装配到轴槽后的拉伸率

2)密封圈截面径向尺寸

3)沟槽深度

4)计算带O型密封圈的轴装配到孔内的最小压缩率

(2)最大压缩率计算具体方法如下：

1)计算O型密封圈装配到轴槽后的拉伸率

2)密封圈截面径向尺寸

3)沟槽深度

4)计算带O型密封圈的轴装配到孔内的最大压缩率

显而易见，对于沟槽深度h，是通孔内径减去轴槽外径再除以2获得的，此式认为上下两侧沟槽深度是相等的，是轴槽与通孔之间完全同轴的前提下得到的结论，而未考虑偏心状况，另外，如对比文件工艺技术2018年19期的《O型密封圈的压缩率计算方法及实例验证》，其对密封圈压缩率的计算也是不考虑偏心问题。然而实际上，轴外径与孔存在装配偏心，轴外径与轴槽存在加工偏心，装配偏心及加工偏心均为径向偏心，影响同为径向设置的沟槽深度，从而会影响最小拉伸率和最大拉伸率，并对密封圈压缩率造成影响，使得在实际应用中导致计算结果不一致，影响密封圈压缩量的计算，最终影响产品密封性能。

发明内容

本发明的目的：提供一种考虑偏心问题的轴槽密封圈压缩率计算方法，以能更准确计算出轴槽密封圈压缩率，为密封结构设计提供依据和参考。

本发明的技术方案：一种轴槽密封圈压缩率计算方法，其获取装配偏心量和加工偏心量，计算装配后形成的径向沟槽的深度参数，在计算密封圈压缩率的时候，将装配偏心量和加工偏心量加入到径向沟槽的深度参数，获取径向沟槽的实际深度，利用该径向沟槽实际深度和密封圈截面径向尺寸计算获取密封圈压缩率。

所述加工偏心量为沟槽底径轴线相对于轴外径轴线的偏心量，通过以轴外径轴线为基准，测量获取沟槽底径轴线与轴外径轴线之间的同轴度e。

具体的，该同轴度e是利用三坐标测量机分别对轴外径的两个截面沿圆周打三个点找到对应的轴线，对轴槽底径采用同样的方法找到对应的轴线，以轴外径轴线做一个圆柱包络轴底径的轴线所得到的圆柱直径即为轴底径相对轴外径的同轴度，同轴度的一半就是加工偏心量。

当密封圈压缩率最小时，其密封圈装配偏心量通过轴装配孔的最大孔径与轴最小外径的差值计算获取。

当密封圈压缩率最大时，其密封圈装配偏心量通过轴装配孔的最小孔径与轴最小外径的差值计算获取。

密封圈装配到轴槽后的拉伸率分别在密封圈最大压缩状态下和最小压缩状态下进行分别计算，其中，

最小压缩状态下，密封圈装配到轴槽后的拉伸率

最大压缩状态下，密封圈装配到轴槽后的拉伸率

密封圈的轴装配到孔内的最小压缩率

密封圈的轴装配到孔内的最大压缩率

本发明的有益效果为：本发明轴槽密封圈压缩率计算新方法，明确了在最小压缩率和最大压缩率计算时的具体步骤及公式。对于密封沟槽深度h的计算，考虑了装配偏心量e

附图说明

图1为现有技术的结构示意图；

图2为本发明实施例1的最小压缩状态结构示意图；

图3为本发明实施例1的最大压缩状态结构示意图；

图4为本发明实施例2的最小压缩状态结构示意图；

图5为本发明实施例2的最大压缩状态结构示意图；

其中，d—密封圈截面直径、D—密封圈公称内径、D

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。

实施例1：

某轴槽密封结构如图2，已知密封圈截面直径d＝φ2.1±0.08、密封圈公称内径

其中，下述步骤涉及参数：D

本实施例中该密封圈处于最小压缩状态，其最小压缩率计算步骤如下：

1)计算O型密封圈装配到轴槽后的拉伸率

2)密封圈截面径向尺寸

3)装配偏心量

4)加工偏心量

5)沟槽深度

将3)4)公式代入得

6)计算带O型密封圈的轴装配到孔内的最小压缩率

有别于常规不考虑偏心状况时，同样的密封圈其最小压缩率为17.0％，因此，本发明最小压缩率比不考虑偏心时减小了7％，二者存在较大差异，可直接影响密封圈的密封性能。

如图3所示，密封圈为最大压缩状态，本发明其最大压缩率计算步骤如下：

1)计算O型密封圈装配到轴槽后的拉伸率

2)密封圈截面径向尺寸

3)装配偏心量

4)加工偏心量

5)沟槽深度

将3)4)公式代入得

6)计算带O型密封圈的轴装配到孔内的最大压缩率

同样的，该实施例中，如果不考虑偏心，则该密封圈最大压缩率为20.8％，是考虑偏心时的压缩率的五分之四。

实施例2，本实施例与实施例1类似，只是此时密封圈安装在壳体内部的孔槽内，其孔槽密封结构如图4、图5所示，已知密封圈截面直径d＝φ1.9±0.1、密封圈公称内径

其中，下述步骤涉及参数：D

如图4所示，其给出了本实施例密封圈最小压缩状态，其最小压缩率计算步骤如下：

1)计算O型密封圈装配到轴上的拉伸率

2)密封圈截面径向尺寸

3)装配偏心量

4)加工偏心量

5)沟槽深度

将3)4)公式代入得

6)计算轴装配到带O型密封圈的孔内的最小压缩率

相同结构的情况下，不考虑偏心时最小压缩率是16.0％，本发明中结果为3.3％，差异很大，航空标准中密封圈固定密封要求压缩率范围18％到22％，最小允许压缩率7％，可见，不考虑偏心时最小压缩率满足要求，而本发明结果说明可能密封不良，发生漏油，即本发明更能检验密封结构相关设计尺寸合理性。

如图5所述，其给出了孔槽密封结构压缩率最大的极限情况，具体计算方法如下：

1)计算O型密封圈装配到轴上的拉伸率

2)密封圈截面径向尺寸

3)装配偏心量

4)加工偏心量

5)沟槽深度

将3)4)公式代入得

6)计算轴装配到带O型密封圈的孔内的最大压缩率

与最小压缩率计算情况类似，不考虑偏心情况最大压缩率18.6％，与本发明考虑偏心情况相比更小，未体现出密封圈最大压缩状态的压缩率。本发明计算的压缩率范围更大，更能反应密封的极限情况。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，另外，本发明未详尽部分均为常规技术。