O型圈的概述與密封原理

發(fā)布時(shí)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(dòng)，往復(fù)速度≤0.2m/s）/Mpa	0.5	1	8	16	24

注：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(jì)。

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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng) 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(gè)擋圈		3.9	4.4	5.2	6.0	9.0	13.2
			加二個(gè)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(dòng)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(dòng)過程中使用的O型圈，當(dāng)工作壓力大于9.8Mpa時(shí)，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(gè)擋圈；如雙向受壓，則在O型圈兩側(cè)各放一個(gè)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(shí)，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�？偟膩碚f，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(shí)，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(shí)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(shí)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(shí)，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(shí)，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(shí)損壞即配偶件的棱角過孔時(shí)劃傷； 2、壓縮量過�。�	1、安裝時(shí)將殼體的端部加工為倒角，以保證安裝時(shí)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(dòng)時(shí)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(dòng)態(tài)使用時(shí)，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(shí)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(dòng)態(tài)使用時(shí)，O形橡膠密封圈內(nèi)徑應(yīng)比軸徑稍大； 2、安裝時(shí)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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