“O”型密封圈孔用压力补偿型的设计

　　一般说来，“O”型密封圈只作固定密封及低压(2.5MPa以下)运动密封用；而对于中高压运动密封则采用带补偿型的“Y”型、“U”型、“V”型等带唇边的密封圈密封。
　　我们是液压设备使用单位，往往因为各种带补偿密封圈短缺而影响生产。我在87年设计了“O”型密圈轴用压力补偿型结构(见《机床与液压》杂志87年第2期)，因而广泛应用在油缸活塞密封上；而缸口与活塞杆密封同样是“Y”型、“U”型、“V”型等带补偿型密封圈，进而能否仍然用普通“O”型密封圈来解决缸口与活塞杆的密封呢?我做了如下的设计试验：
　　图1为典型的缸口与活塞杆密封，是采用常用的“Y”型“U”型密封圈。首先对这一密封性质进行简单地剖析：与缸体接触的唇边(外唇边)实际上是固定密封；与活塞杆接触的唇边(内唇边)则是运动密封。

图1　缸口采用“Y”型密封圈

图2　缸口采用“O”型密封圈

　　图2则是我设计的用普通“O”型圈来解决活塞杆与缸口密封的原理图。它用两只普通“O”型密封圈，一只是固定密封；另一只与活塞杆接触放在锥面内的“O”型圈则是运动用密封圈；它随着压力的增大，压紧力越强起着补偿密封的作用。这个结构就是在原来安放“Y”型密封圈空间安装了一个密封圈座环套，如图3所示，在D外圆车了个沉割槽，以安放“O”型密封圈作固定密封用，其要求按固定密封要求设计；外圆尺寸与缸口配合要求为动配合；内孔d尺寸与活塞杆也为动配合；厚度H等于原安装“Y”型密封圈厚度实际空间尺寸负0.1～0.2mm；内孔车成60°锥面，其光洁度要求稍高些(Ra3.2以上即可)；其锥面大端d1尺寸为活塞杆直径加上两倍的所用密封圈断面直径；其余粗糙度Ra6.3即可；另外放在活塞杆与锥面上作运动密封用“O”型圈内径应选择小于活塞杆直径1～5mm，断面直径尽可能大些。
　　我通过对液压挖土机(压力20MPa左右)、拉床(压力在10MPa左右)、折弯机(压力在15MPa左右)、组合机床(2MPa左右)等液压系统近半年的使用，性能很好，一点也不漏油。在L6120拉床上原来是采用“V”型衬圈组合密封圈，我则采取两套“O”型密封圈串联安装，效果很好。

图3　密封圈座环套