O型圈的概述與密封原理

發(fā)布時間：2015-01-12 13:36:25 人瀏覽來源：橡膠技術(shù)網(wǎng)

各種O形圈橡膠材料的硬度與工作壓力的關(guān)系

硬度（邵氏A）/ 度	50±5	60±5	70±5	80±5	90±5
工作壓力靜密封/Mpa ≤	0.5	1	10	20	50
工作壓力（往復(fù)運(yùn)動，往復(fù)速度≤0.2m/s）/Mpa	0.5	1	8	16	24

注：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動工作壓力一般不超過0.4 Mpa,硬度選擇在(70±5)度;超出0.4 Mpa則按特殊密封裝置設(shè)計。

日本JISB 2406－1991 推薦的O形圈密封的最大間隙/mm

工作壓力/MPa

硬度（邵氏A）/度

≤0.4

4.0～6.3

6.3～10

10～16

16～25

0.35

0.30

0.15

0.07

0.03

0.65

0.60

0.50

0.30

0.17

美國SAEJ120A－1968 推薦的O形圈的最大封間隙值/mm

硬度（邵氏A） /度工作壓力/MPa	70	80	90
0	0.254	0.254	0.254
1.72	0.254	0.254	0.254
3.45	0.203	0.254	0.254
6.89	0.127	0.203	0.254
10.34	0.076	0.127	0.203
13.79		0.102	0.127
20.68		0.076	0.102
34.47			0.076

O形圈的截面直徑和軸的轉(zhuǎn)速關(guān)系

轉(zhuǎn)速/m/s	O形圈截面直徑/mm	轉(zhuǎn)速/m/s	O形圈截面直徑/mm
2.03	3.53	7.62	1.78
3.05	2.62

NBR膠料硬度與耐壓能力之間的關(guān)系

硬度（邵氏A）/ 度

拉伸強(qiáng)度/ MPa

伸長率/%

適用壓力范圍/ MPa

400

306

120

（四）密封溝槽的形狀

安裝O形圈的各種溝槽形狀

溝槽形狀	名稱	應(yīng) 用
	矩形溝槽	這是一種既適于運(yùn)動密封，也適于固定密封的常用的溝槽形式。
	V形溝槽	只適用于固定密封。若用作運(yùn)動密封，則磨擦阻力很大，易擠進(jìn)間隙，造成損傷。
	半圓形溝槽	可用于旋轉(zhuǎn)密封，但一般不用。
	燕尾形溝槽（梯形溝槽）	用于磨擦力要求很低有場合。因溝槽加工費(fèi)高，一般不采用。
	三角形溝槽	推薦用于固定密封的場合。

O形橡膠密封溝槽各配合偶件的表面光潔度

表面	應(yīng) 用場合	壓力狀況	表面光潔度
溝槽的底面和側(cè)面	密態(tài)密封	非交變和無脈沖	R_a3.2μm
	密態(tài)密封	交變或脈沖	R_a1.6μm
	動態(tài)密封	非交變和無脈沖	R_a1.6μm
配合表面	密態(tài)密封	非交變和無脈沖	R_a1.6μm
	密態(tài)密封	交變或脈沖	R_a0.8μm
	動態(tài)密封		R_a0.4μm

注:溝槽的光潔度、溝槽接觸的表面粗糙度對密封效果和耐久性有很大的影響

（五）配合溝槽與密封圈尺寸參數(shù)

密封用溝槽尺寸及壓縮量

O形圈斷面尺寸公差					1.9±0.08	2.4±0.08	3.1±0.10	3.5±0.10	5.7±0.15	8.6±0.16
軸向固定密封	壓縮量				0.60～0.40	0.70～0.50	0.85～0.55	0.90～0.65	1.3～0.9	1.6～1.0
	溝槽尺寸			a	1.3～1.5	1.7～1.9	2.25～2.55	2.60～2.85	4.40～4.80	7.00～2.60
				b	2.5	3.2	4.2	4.7	7.5	11.2
				R≤	0.4		0.7		0.8
運(yùn) 動用	壓縮量				0.47～0.28	0.47～0.27	0.54～0.30	0.60～0.32	0.85～0.45	1.06～0.68
	溝槽尺寸	a			1.43～1.62	1.93～2.13	2.65～2.80	2.90～3.18	4.85～5.25	7.54～7.92
		b	不加擋圈		2.5	3.2	4.2	4.7	7.5	11.2
			加一個擋圈		3.9	4.4	5.2	6.0	9.0	13.2
			加二個擋圈		5.4	6.0	7.0	7.8	11.5	17.2
		R≤			0.4		0.7		0.8

注: a表示溝槽的高度; b表示溝槽的寬度; R表示溝槽的倒角處

（六）O型圈的使用安裝與泄漏

　　5.1 O型圈的使用

　　O型圈在多種液壓、氣動件管接頭、圓筒面及法蘭面等結(jié)合處被廣泛使用。對于在運(yùn)動過程中使用的O型圈，當(dāng)工作壓力大于9.8Mpa時，如單向受壓，就在O型圈受壓力方向的另一側(cè)設(shè)置一個擋圈；如雙向受壓，則在O型圈兩側(cè)各放一個擋圈。為了減小摩擦力，也可采用楔型擋圈。當(dāng)壓力液體從左方施加作用時，右方擋圈被推起，左方擋圈不與被密封表面接觸，因此摩擦力減小。總的來說，采用擋圈會增大密封裝置的摩擦力，而楔型擋圈對減小這種摩擦力具有十分重要的意義。對于固定用的O型圈，當(dāng)工作壓力大于32Mpa時，也需要使用擋圈。

O形橡膠密圈的橡膠硬度與溝槽最大間隙及工作壓力關(guān)系

工作壓力，MPa

≤3.5

3.5～7.0

7.0～10.3

10.3～13.7

13.7～20.6

最大間隙（C）

硬度(邵氏A)70

0.20

0.125

0.075

0.05

0.02

最大間隙（C）

硬度(邵氏A)80

0.35

0.30

0.25

0.20

0.125

O形橡膠密封圈在不同壓力下擠入間隙的情況

　 5.2 O型圈的安裝

　　 O型圈的安裝質(zhì)量對其密封性和使用壽命均有重要的影響。泄漏問題往往是因?yàn)榘惭b不良而造成的。

安裝過程中不允許出現(xiàn)O型圈被劃傷和位置安裝不正，以及O型圈被扭曲等情況。裝配前，密封溝槽、密封配合面必須嚴(yán)格清洗；同時對O型圈裝配中要通過的表面涂敷潤滑脂。

　　為了防止O型圈在安裝時被尖角和螺紋等銳邊切傷或劃傷，應(yīng)在安裝的軸端和孔端留有15º～30º的引入角。當(dāng)O型圈需通過外螺紋時，應(yīng)使用專用的薄壁金屬導(dǎo)套，套住外螺紋；如果O型圈需通過孔口時，應(yīng)使孔口倒成相應(yīng)的斜角形狀，以防O型圈被劃傷。坡口的斜角一般為a=120º～140º

O形橡膠密封圈泄漏原因及改進(jìn)意見

常見疵病	產(chǎn) 生原因	改進(jìn) 意見
泄漏	1、安裝時損壞即配偶件的棱角過孔時劃傷； 2、壓縮量過小；	1、安裝時將殼體的端部加工為倒角，以保證安裝時O形橡膠密封圈不受剪切而損壞； 2、適當(dāng)?shù)脑黾訅嚎s量；
大泄漏	1、 O形橡膠密封圈失去彈性； 2、 O形橡膠密封圈表面遭受嚴(yán)重磨擦損壞； 3、 O形橡膠密封圈過度收縮； 4、 O形橡膠密封圈受密封介質(zhì)腐蝕、溶脹； 5、間隙值過大，O形橡膠密封圈被擠出； 6、 O形橡膠密封圈斷面直徑單邊粗細(xì)不一致，造成運(yùn)動時扭曲破壞；	1、提高O形橡膠密封圈材料性能，延長使用使用壽命； 2、適當(dāng)提高O形橡膠密封圈膠料硬度，減少磨擦系數(shù)； 3、動態(tài)使用時，O形橡膠密封圈內(nèi)徑應(yīng)比軸徑稍大； 4、提高O形橡膠密封圈膠料的耐油性； 5、減小間隙值 6、加強(qiáng)O形橡膠密封圈模型的尺寸控制和產(chǎn)品檢驗(yàn)；
O形橡膠密封圈早期損壞	1、 O形橡膠密封圈過度拉伸，過早發(fā)生斷裂 2、安裝時損壞 3、壓縮量過大，嚴(yán)重磨擦或剪切 4、選用O形橡膠密封圈或溝槽尺寸不妥	1、動態(tài)使用時，O形橡膠密封圈內(nèi)徑應(yīng)比軸徑稍大； 2、安裝時才用金屬導(dǎo)套 3、減小壓縮量； 4、正確選用O形橡膠密封圈和溝槽的配合
低溫泄漏	O形橡膠密封圈在低溫下失去彈性	提高O形橡膠密封圈膠料的耐寒性
過度磨擦	1、壓縮量過大； 2、 O形橡膠密封圈溢出或耐油差，過度溶脹；	1、減少壓縮量或矯正溝槽尺寸提高金屬表面的光潔度 2、采用擋圈防止O形橡膠密封圈溢出或提高O形橡膠密封圈材料的耐油性；

（七）膠料物理機(jī)械性能

O形橡膠密封圈膠料物理機(jī)械性能

性能

A 組

B 組

硬度(邵氏A)

拉伸強(qiáng)度, MPa ≥

扯斷伸長率， % ≥

60±5

300

70±5

220

80±5

150

88+5-4

100

60±5

300

70±5

220

80±5

150

88+5-4

100

壓縮永久變形， % ≤

100℃×24h

125℃×24h

－

執(zhí) 空氣老化試驗(yàn)

硬度變化：

100℃×24h≤

125℃×24h≤

+10

－

+10

－

+10

－

+10

－

+10

－

+10

－

+10

－

+10

拉伸強(qiáng)度變化率，%≤

100℃×24h

125℃×24h

-15

－

-15

－

-20

－

-20

－

-15

－

-15

－

-20

－

-20

扯斷伸長變化率，%≤

100℃×24h

125℃×24h

-35

－

-35

－

-35

－

-35

－

-40

－

-35

－

-35

－

-40

耐液體試驗(yàn)

1號標(biāo)準(zhǔn)油（100℃×24h）

硬度變化

體積變化率，%

-3，+7

-7，+6

-3，+7

-7，+6

-3，+7

-7，+6

-3，+7

-7，+6

－

3號標(biāo)準(zhǔn)油（100℃×24h）

硬度變化

體積變化率，%

-10，0

0，+15

-10，0

0，+15

-10，0

0，+15

-10，0

0，+15

－

1號標(biāo)準(zhǔn)油（125℃×24h）

硬度變化

體積變化率，%

－

-5，+10

-8，+6

-5，+10

-8，+6

-5，+10

-8，+6

-5，+10

-8，+6

3號標(biāo)準(zhǔn)油（125℃×24h）

硬度變化

體積變化率，%

－

-15，0

0，+20

-15，0

0，+20

-15，0

0，+20

-15，0

0，+20

脆性溫度， ℃≤

-40

-30

（八）執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo) 準(zhǔn)	O型橡膠截面直徑 W
美國標(biāo)準(zhǔn) AS 568	1.78 2.62 3.53 5.33 7.00
英國標(biāo)準(zhǔn) BS 1516	1.78 2.62 3.53 5.33 7.00
日本標(biāo)準(zhǔn) JIS B2401	1.90 2.4 3.1 3.5 5.7 8.4
國際標(biāo)準(zhǔn) ISO 3601/1	1.8 2.65 3.55 5.30 7.00
德國標(biāo)準(zhǔn) DIN 3771/1
中國標(biāo)準(zhǔn) GB 3452.1
優(yōu)先的米制尺寸	1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 7.0 8.0 10.0 12.0

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