O型圈设计_.doc

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沟槽尺寸设定方法

压缩率的设定使用范围：

6～30%E（%）：

压缩率

σ（mm）：

压缩余量（=W-H）

W（mm）：

O型圈载径

H（mm）：

沟槽深度

充填率的设定使用范围：

max90%、中央值75%（设计的目标值（%）：

充填率

G（mm）：

沟槽宽

W（mm）：

O型圈载径

H（mm）：

沟槽深度

安装建议:

◇基本要求：

在安装O型圈之前，检查以下各项：

引入角是否按图纸加工？

内径是否去除毛刺？

锐边是否倒圆？

加工残余，如碎屑、脏物、外来颗粒等，是否已去除？

螺纹尖端是否已遮盖？

密封件和零件是否已涂润滑脂或润滑油?

（要保证与弹性体的介质相容性。

推为用所密封的流体来润滑。

）

不得使用含固体添加剂的润滑脂，如二硫化钼，硫化锌。

◇手工安装：

使用无锐边的工具；

保证O型圈不扭曲，使用辅助工具保证正确定位；

尽量使用安装辅助工具；

不得过量拉伸O型圈；

对于用密封条粘接成的O型圈，不得在连接处拉伸。

◇安装过螺纹、花键等：

当O型圈拉伸后，要通过螺纹、花键、键槽等时，必须使用安装心轴。

该心轴可以用较软的金属或塑料制成，并不得有毛刺和锐边。

自动话安装：

自动化安装O型圈要求有充分的准备。

通常对O型圈的表面有集中方法来处理，以减小安装磨擦力小、防止粘连，容易分理。

对于那些尺寸不稳定的零件的处理与安装，需要丰富的经验。

要获得可靠的自动化装配，需要对O型圈进行特别的操作和包装.

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压缩率:

O型圈在沟槽中的初始变形（挤压量）对其密封作用是必要的：

１、获得初始密封接触应力

２、补偿产品公差（在间隙配合中连接二者）

３、保证一定的摩擦力；

４、补偿永久压缩变形（损失）；

５、补偿磨损。

对于不同的应用，下面列出了其初始变形量与截面直径（d2）的比例

动密封应用：

6%-20%

静密封应用：

15%-30%

在设计时，可根据图1-5和图1-6中推荐的初始压缩变形量来设计沟槽尺寸：

以上二图中的初始压缩变形量是根据ISO3601-2标准，考虑了负载与截面直径的关系后制成的。

由于初始变化的程度不同，以及密封材料的硬度不同，O型圈的压缩压力的大小也有所不同。

图1-7显示了O型圈圆周每厘米长度上所承受的压缩力的大小。

该图可用于估计静密封应用时O型圈的总的压缩力的大小。

拉伸与压缩是O型圈在沟槽中安装的两种形态。

在径向密封的结构配置中，O型圈装在内沟槽中（作为“外圆密封”），O型圈必须受到拉伸，且其内径拉伸后大于沟槽的外径。

在安装后的状态，O型圈的最大伸长量应该为3%（内径＞50mm）或5%（内径＜５０mm）．

当Ｏ型圈装在外沟槽中（作为“内圆密封”），Ｏ型圈沿圆周长方向被压缩。

在安装后的状态，其最大周长压缩量为１％。

若超过以上拉伸或压缩量，会导致Ｏ型圈截面尺寸的过度增加或减少，这会影响Ｏ型圈的工作寿命。

Ｏ型圈沿周长方向拉伸１％，会导致其截面尺寸缩小０.５％。

技术参数:

O型圈可以广泛应用在各种环境。

环境的温度、压力、速度和介质决定了密封材料的选择。

为了正确地评估O型圈是否对某种具体应用适用，我们必须对所有的工作参数及其相互影响予以考虑：

◇工作压力　

静密封

内径大于50m

m的O型圈在5Mpa以下工作时，不需要挡圈；内径小于50mm的O型圈在10Mpa以下工作时，不需要挡圈；（与材料硬度、载面尺寸、间隙有关系）40Mpa以下，必须使用挡圈；50Mpa以内，使用特殊的挡圈。

注意最大许可间隙。

动密封

压力小于5Mpa的往复运动，不需要使用档圈；

大于5Mpa，必须使用档圈。

◇速度（与材料、应用有关）

往复运动速度最大0.5m/s；

旋转运动速度最大0.5m/s；

◇温度

－60℃至+325℃（与材料种类和介质相容性有关）在评估时，极端温度和连续工作温度都要予以考虑。

对于动密封，由于摩擦生热造成的温度升高，要特别注意。

◇介质

由于有着许多不同特性的密封材料可供选择，泰科的密封件可满足几乎所有液体、气体和各种化学介质的使用要求。

沟槽设计

◇导入倒角

正确的沟槽设计可以从一开始就消除可能的损伤和密封失效。

由于O型圈安装时受挤压，所以设计O型圈导入过程中接触的零件时，必须要有规定倒角和倒圆。

倒角最小长度Z，作为与O型圈截面直径相关的函数，列于下表中：

表1-1导入倒角

到如倒角的表面粗糙度为：

Rz≤4.0mm，Ra≤0.8mm

表面粗糙度

在压力作用下，弹性体将贴紧不规则的密封

表面。

对气体或液体密封的紧配合静密封，被密封表面应满足一些基本的要求。

密封表面上不得开槽、创痕、凹坑、同心或螺旋状的加工痕迹。

对于动密封，配合面的粗糙度要求更高。

按照DIN4768/1T和ISO1302标准中对表面粗糙度的定意，我司对沟槽各个表面的粗糙度要求推荐为如下表：

表1-2沟槽表面粗糙推荐值：

端面密封沟槽设计建议（轴向）

O型圈在轴向发生变形。

在压力作用下，O型圈会产生径向运动，所以要注意压力的方向。

若压力来自内侧，则O型圈的外径应该与沟槽的外径接触（其周长压缩１％到３％），如图１-10。

若压力来自外侧，则O型圈的内径应该与沟槽的内径接触，最大允许拉伸３％，如图１-11。

表1-5矩形沟槽尺寸-轴向压缩。

工业用静密封沟槽设计建议（径向）

图1-12O型圈的尺寸

表1-6静密封沟槽尺寸-径向压缩：

注:

t的公差取决于d3h9+d4H8或d517+d6H9

工业用往复运动密封沟槽设计建议:

表1-7液压动密封沟槽尺寸-径向压缩:

O型圈挤出极限与间隙:

O型圈在沟槽中受介质压力作用下，会发生变形，“流”向间隙位置，达到密封效果。

也就是说，随着压力的增加，O型圈发生更大的变形，其应力也增加，获得更紧的密封。

在O型圈承受高压的情况下，会被挤入到间隙中，造成密封失效。

建议使用高硬度抗挤出的挡圈，如聚四氟已烯或硬的橡胶材料。

在静密封的应用中，可以通过修改沟槽设计来达到不使用挡圈即可承受更高的压力。

设计时我们应该注意使间隙尽可能小。

挤出极限的大小取决于O型圈的硬度、工作压力及沟槽间隙大小。

O型圈沟槽的径向间隙必须保持在表１－９中给出的最大径向间隙范围内。

若公差太大，会导致O型圈从间隙挤出（如图１－１７）。

允许的被密封元件之间的径向间隙S取决于系统压力、O型圈截面直径和O型圈的硬度。

表１－９所推荐为的最大径向间隙值S是O型圈截面直径和硬度的涵数。

除聚胺酯和FEP封装O型圈外，表１－９可应用于其它所有橡胶材料O型圈。

对压力大于5Mpa且O型圈内径大于50mm；以及压力大于10Mpa且内径小于50mm；我们推荐使用挡圈。

值得注意是，表格１-９中的数值基于以下假设

：

各零件完全同心，且受到压力作用不发生膨胀。

若实际情况与该假设不符，则该间隙值应该更小！

对于静密封，我们推荐使用８/g7的公差配合。

聚胺酯材料O型圈由于具备优异的抗挤出能力和较好的尺寸稳定性，可以采用较大的间隙。