CN101387344A - 复杂形状窄密封平面箱体类零件的线性密封结构设计方法 - Google Patents

Abstract

一种具有复杂形状窄(密封)平面的箱体类零件的线性密封结构设计方法。采用标准O形圈密封结构在复杂形状窄密封平面实施密封时，如果接触密封的平面形状复杂且过于狭窄，容易造成密封圈移位或者标准密封槽宽尺寸大于密封平面，导致无法形成密封。本发明研究了一种不同于标准尺寸的O形圈和槽的方法，从而实现在复杂形状窄密封平面实施密封。实践表明，本发明之结构用于复杂形状窄密封平面，效果良好。该设计方法的主要内容是，第一、密封槽宽度B的设计，使其满足B＝(1+3.5％～1+4.5％)d，d为O形密封圈的截面直径；密封槽深度t尺寸不变，依然采用标准深度；第二、O形密封圈实际长度L的设计，使其满足L＝(1－1.0％～1－1.1％)L₀，L₀为O形密封圈的理论长度。

Description

复杂形状窄密封平面箱体类零件的线性密封结构设计方法

【技术领域】：

本发明属于箱体类零件泄露检测的密封技术领域。

【背景技术】：

箱体类是机器或部件的基础零件，它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力。因此，箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。

现在箱体类零件多采用压铸成型工艺，在加工过程中难免产生夹渣、裂纹和气孔等铸造缺陷，如果把这些带有缺陷的零件装配整机后，由于密封性能差会导致漏气、漏液，影响机器运行的可靠性和安全性，甚至引发更为严重的后果。为此，对箱体零件进行密封性能检测以便采取措施，提高零件的密封性能，对于保证机器的安全、正常运行是非常必要的。箱体类零件的泄漏性检测已经成为箱体类零件加工过程中必不可少的工序。

通常对箱体类零件的泄漏性检测采用的原理是，被测箱体与工作台之间设置有密封装置，在压力作用下被测箱体内形成封闭空间，然后向箱体内冲入压缩空气并保持一定时间，此时由压力传感器采集箱体内压力变化情况传送给计算机，输出测试结果。由此可见测试过程中箱体的密封精度决定测试精度。而密封圈和密封结构是其中的关键所在。

标准的O形密封圈结构如图1所示，密封槽宽度B与密封圈直径d之间的比值B/d约为1.33～1.35倍，O形密封圈在受压变形以后并不能完全充满密封槽的空间，因此密封圈在密封槽内还有剩余空间。而对于箱体类零件，特别是汽车等箱体类零件用于密封的平面通常很窄(如图3、某汽车变速器壳体图)、且形状很复杂，如果采用上述标准的密封结构，容易发生密封圈的移位，因此很难实现密封效果。

【发明内容】：

本发明目的是解决具有复杂轨迹窄(密封)平面的箱体类零件测漏密封的可靠性问题，提供一种具有复杂形状窄(密封)平面的箱体类零件的线性密封结构设计方法。

本发明提供的线性密封结构的设计方法包括：

第一、根据待检测箱体的形状，特别是密封接触面的形状设计密封支撑体；

第二、根据待检测箱体的密封接触面的形状设计密封支撑体上密封槽的形状，并计算密封槽的长度L₀；

第三、、密封支撑体上密封槽宽度B的设计，使其满足B＝(1+3.5％～1+4.5％)d，d为O形密封圈的截面直径，密封槽深度t尺寸不变，依然采用标准深度；

第四、O形密封圈实际长度L的设计，使其满足L＝(1-1.0％～1-1.1％)L₀。

同时，O形密封圈的截面直径d满足，2mm≤d≤5mm。密封槽深度t满足， $\frac{d}{2}<t\&le;d-0.7\mathrm{mm}.$ d-0.7mm。

一种采用上述方法设计的具有复杂形状窄密封平面的箱体类零件的线性密封结构，该线性密封结构包括一个与待检测箱体的密封接触面的形状匹配的密封支撑体，以及该密封支撑体上开设的一个与待检测箱体的密封接触面的形状匹配长度为L₀的密封槽，密封槽内放置有一个O形密封圈，其特征在于，密封槽的宽度B满足B＝(1+3.5％～1+4.5％)d，其中d为O形密封圈的截面直径；O形密封圈的实际长度L，满足L＝(1-1.0％～1-1.1％)L₀。密封槽的深度t满足， $\frac{d}{2}<t\&le;d-0.7\mathrm{mm}.$

本发明的优点和积极效果：

本发明提供了一种不同于标准尺寸的O形密封圈和密封槽的设计方法，从而实现在复杂形状窄密封平面实施密封，解决了原标准密封结构容易造成密封圈移位或者标准密封槽宽尺寸大于密封平面，导致无法形成密封的问题。实践表明，本发明之结构用于复杂形状窄密封平面，效果良好。

本发明之结构主要优点表现为：

1、密封精度显著提高。测漏检测是在产品铸造之后精加工之前进行的，采用本发明之结构提高了密封的可靠性，从而提高了产品测漏的准确性。避免了由于测漏不准确造成产品进入下道工序以至鱼目混珠带来的更大危害。密封越可靠，测漏精度就越高，零件废品率就越低。

2、简单实用。由于只是减小了密封槽宽度尺寸和O形圈的长度尺寸，所以容易实施。

3、适用范围广。本发明可用于气体密封，液体密封。现代制造技术的发展使得壳体类零件采用压铸工艺普及，越来越多的具有复杂形状窄平面的压铸类箱体零件需要检测泄漏，所以本发明具有广泛应用前景。

【附图说明】：

图1是现有技术中标准O形密封圈结构示意图；

图2是本发明改进的用于复杂轨迹窄平面O形密封圈结构示意图；

图3是具有复杂轨迹窄密封平面的箱体与密封圈接触部位的平面示意图；

图中，1、密封支撑体，2、密封槽，3、O形密封圈，4、窄密封平面。

【具体实施方式】：

实施例1：

本发明对标准的O形圈密封技术进行了两项改进，以适应复杂轨迹窄平面密封的需要。

1、O形密封圈的槽的尺寸改进设计。如图2。为实现复杂轨迹窄平面密封精度，将放置O形密封圈3的密封槽2的槽宽尺寸进行改进，槽的深度t尺寸不变，依然采用标准深度。槽宽度B的设计公式为，B＝(1+3.5％～1+4.5％)d，d为O形密封圈的截面直径。

2、O形密封圈的实际长度尺寸改进设计。由于密封槽的宽度改变了，加之O形密封圈为弹性材料，在密封压力作用下其径向伸长量转移为沿着O形密封圈形心线的长度伸长量，那么标准的O形密封圈长度在改进后的密封槽里显然太长了。因此O形密封圈的实际长度设计公式满足L＝(1-1.0％～1-1.1％)L₀，其中L₀为O形密封圈的理论长度，也就是密封槽的长度。

实施效果：图3为某汽车变速器箱体。

针对图3所示待检测的汽车变速器箱体，依本发明方法所设计的线性密封结构中的密封支撑体，其中，密封槽长度L₀＝1042mm，O形密封圈的实际长度L＝1030mm，O形密封圈的截面直径d＝3.55mm，密封槽宽度B＝3.69mm，密封槽深度t＝2.75mm。

Claims (5)

1、一种用于具有复杂形状窄密封平面的箱体类零件密封性检测的线性密封结构设计方法，包括：

第一、根据待检测箱体的形状，特别是密封接触面的形状设计密封支撑体；

第二、根据待检测箱体的密封接触面的形状设计密封支撑体上密封槽的形状，并计算密封槽的长度L₀；

其特征在于，

第三、密封支撑体上密封槽宽度B的设计，使其满足B＝(1+3.5％～1+4.5％)d，d为O形密封圈的截面直径，密封槽深度t尺寸不变，依然采用标准深度；

第四、O形密封圈实际长度L的设计，使其满足L＝(1-1.0％～1-1.1％)L₀。

2、根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于O形密封圈的截面直径d满足，2mm≤d≤5mm。

3、根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于密封槽深度t满足， $\frac{d}{2}<t\&le;d-0.7\mathrm{mm}.$

4、一种权利要求1所述方法设计的具有复杂形状窄密封平面的箱体类零件的线性密封结构，该线性密封结构包括一个与待检测箱体的密封接触面的形状匹配的密封支撑体，以及该密封支撑体上开设的一个与待检测箱体的密封接触面的形状匹配长度为L₀的密封槽，密封槽内放置有一个O形密封圈，其特征在于，密封槽的宽度B满足B＝(1+3.5％～1+4.5％)d，其中d为O形密封圈的截面直径；O形密封圈的实际长度L，满足L＝(1-1.0％～1-1.1％)L₀。

5、根据权利要求4所述的线性密封结构，其特征在于，密封槽的深度t满足， $\frac{d}{2}<t\&le;d-0.7\mathrm{mm}.$

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