O型圈密封知识全.docx

1、O型圈密封知识全（一）O型圈的概述与密封原理日期：2007-4-16 查看：577O型橡胶圈密封圈简称O型圈，是一种截面形状为圆形的橡胶圈。O型密封圈是液压、气动系统中使用最广泛的一种密封件。O型圈有良好的密封性能，既可用于静密封，也可用于动密封中；不仅可单独使用，而且是许多组合式密封装置中的基本组成部分。它的使用范围很宽，如果材料选择得当，可以满足各种介质和各种运动条件的要求。 O型密封圈是一种挤压型密封，挤压型密封的基本工作原理是依靠密封件发生弹性变形，在密封接触面上造成接触压力，接触压力大于被密封介质的内压，则不发生泄漏，反之则发生泄漏。（二）压缩率现拉伸量日期：2007-4-16 查看

2、：737O型密封圈是典型的挤压型密封。O型圈截面直径的压缩率和拉伸量是密封设计的主要内容，对密封性能和使用寿命有重要意义。O型密封圈有良好的密封效果很大程度上取决于O型圈尺寸与沟槽尺寸的正确匹配，形成合理的密封圈压缩量与拉伸量。2.1压缩率 压缩率W通常用下式表示： W=（d0-h）/d0 100%式中d0-O型圈在自由状态下的截面直径(mm); h-O型圈槽底与被密封表面的距离（沟槽深度），即O型圈压缩后的截面高度(mm)在选取O形圈的压缩率时,应从如下3方面考虑：1要有足够的密封接触面积；2摩擦力尽量小；3尽量避免永久变形。从以上这些因素不难发现,他们相互之间存在矛盾。压缩率大就可获得大的

3、接触压力，但是过大的压缩率无疑就会增大滑动摩擦力和永久形。而压缩率过小则可能由于密封沟槽的同轴度误差和O形圈误差不符合要求，消失部分压缩量而引起泄漏。因此，在选择O形圈的压缩率时，要权衡各方面的因素。一般静密封压缩率大于动密封，但其极值应小于25%，否则压缩应力明显松弛，将产生过大的永久变形，在高温工况中尤为严重。O型密封圈压缩率W的选择应考虑使用条件，静密封或动密封；静密封又可分为径向密封与轴向密封；径向密封（或称圆柱静密封）的泄漏间隙是径向间隙，轴向密封（或称平面静密封）的泄漏间隙是轴向间隙。轴向密封根据压力介质作用于O形圈的内径还是外径又分受内压和受外压两种情况，内压增加的拉伸，外压降低

4、O形圈的初始拉伸。上述不同形式的静密封，密封介质对O形圈的作用方向是不同的，所以预压力设计也不同。对于动密封则要区分是往复运动密封还是旋转运动密封。1静密封：圆柱静密封装置和往复运动式密封装置一样，一般取W=10%15%；平面静密封装置取W=15%30%。2对于动密封而言，可以分为三种情况；往复运动一般取W=10%15%。旋转运动密封在选取压缩率时必须要考虑焦耳热效应，一般来说，旋转运动用O形圈的内径要比轴径大3%-5%，外径的压缩率W=3%-8%。低摩擦运动用O型圈，为了减少摩擦阻力，一般均选取较小的压缩率，即W=5%-8%，此外，还要考虑到介质和温度引起的橡胶材料膨胀。通常在给定的压缩变形

5、之外，允许的最大膨胀率为15%，超过这一范围说明材料选用不合适，应改用其他材料的O形圈，或对给定的压缩变形率予以修正。2.2 拉伸量O型圈在装入密封沟槽后，一般都有一定的拉伸量。与压缩率一样，拉伸量的大小对O型圈的密封性能和和使用寿命也有很大的影响。拉伸量大不但会导致O型圈安装困难，同时也会因截面直径d0发生变化而使压缩率降低，以致引起泄漏。拉伸量a可用下式表示：=(d+d0)/(d1+d0)式中d-轴径（mm）；d1-O形圈内径（mm）。拉伸量的取值范围为1%-5%。如表给出了O型圈拉伸量的推荐值，可根据轴径的大小，按表选限取O型圈的拉伸量。O型圈压缩率与拉伸量的先取范围密封形式密封介质拉伸

6、量（%）压缩率w（%）静密封液压油1.031.041525 空气1.011525 往复运动液压油1.021217空气1.011217旋转运动液压油0.9538各种O形圈橡胶材料的硬度与工作压力的关系硬度（邵氏A）/ 度505605705805905工作压力静密封/Mpa 0.51102050工作压力（往复运动，往复速度0.2m/s）/Mpa0.5181624注：旋转运动工作压力一般不超过0.4 Mpa,硬度选择在(705)度;超出0.4 Mpa则按特殊密封装置设计。日本JISB 24061991 推荐的O形圈密封的最大间隙/mm工作压力/MPa硬度（邵氏A）/度0.44.06.36.31010

7、161625700.350.300.150.070.03900.650.600.500.300.17美国SAEJ120A1968 推荐的O形圈的最大封间隙值/mm硬度（邵氏A）/度工作压力/MPa70809000.2540.2540.2541.720.2540.2540.2543.450.2030.2540.2546.890.1270.2030.25410.340.0760.1270.20313.790.1020.12720.680.0760.10234.470.076O形圈的截面直径和轴的转速关系转速/m/sO形圈截面直径/mm转速/m/sO形圈截面直径/mm2.033.537.621.78

8、3.052.62NBR胶料硬度与耐压能力之间的关系硬度（邵氏A）/ 度拉伸强度/ MPa伸长率/%适用压力范围/ MPa80224002852730620902512050（四）密封沟槽的形状安装O形圈的各种沟槽形状沟槽形状名 称应 用 矩形沟槽这是一种既适于运动密封，也适于固定密封的常用的沟槽形式。V形沟槽只适用于固定密封。若用作运动密封，则磨擦阻力很大，易挤进间隙，造成损伤。半圆形沟槽可用于旋转密封，但一般不用。燕尾形沟槽（梯形沟槽）用于磨擦力要求很低有场合。因沟槽加工费高，一般不采用。三角形沟槽推荐用于固定密封的场合。O形橡胶密封沟槽各配合偶件的表面光洁度表 面应 用 场 合压 力 状

9、况表 面 光 洁 度沟槽的底面和侧面密态密封非交变和无脉冲Ra3.2m交变或脉冲Ra1.6m动态密封非交变和无脉冲配合表面密态密封非交变和无脉冲Ra1.6m交变或脉冲Ra0.8m动态密封Ra0.4m注:沟槽的光洁度、沟槽接触的表面粗糙度对密封效果和耐久性有很大的影响（五）配合沟槽与密封圈尺寸参数日期：2007-4-16 查看：585密封用沟槽尺寸及压缩量O形圈断面尺寸公差1.90.082.40.083.10.103.50.105.70.158.60.16轴向固定密封压 缩 量0.600.400.700.500.850.550.900.651.30.91.61.0沟槽尺寸a1.31.51.71.

10、92.252.552.602.854.404.807.002.60b2.53.24.24.77.511.2R0.40.70.8运 动 用 压 缩 量0.470.280.470.270.540.300.600.320.850.451.060.68沟 槽 尺 寸a1.431.621.932.132.652.802.903.184.855.257.547.92b不加挡圈2.53.24.24.77.511.2加一个挡圈3.94.45.26.09.013.2加二个挡圈5.46.07.07.811.517.2R0.40.70.8注: a表示沟槽的高度; b表示沟槽的宽度; R表示沟槽的倒角处（六）O型圈的

11、使用安装与泄漏日期：2007-4-16 查看：8325.1 O型圈的使用 O型圈在多种液压、气动件管接头、圆筒面及法兰面等结合处被广泛使用。对于在运动过程中使用的O型圈，当工作压力大于9.8Mpa时，如单向受压，就在O型圈受压力方向的另一侧设置一个挡圈；如双向受压，则在O型圈两侧各放一个挡圈。为了减小摩擦力，也可采用楔型挡圈。当压力液体从左方施加作用时，右方挡圈被推起，左方挡圈不与被密封表面接触，因此摩擦力减小。总的来说，采用挡圈会增大密封装置的摩擦力，而楔型挡圈对减小这种摩擦力具有十分重要的意义。对于固定用的O型圈，当工作压力大于32Mpa时，也需要使用挡圈。O形橡胶密圈的橡胶硬度与沟槽最大

12、间隙及工作压力关系工作压力，MPa3.53.57.07.010.310.313.713.720.6最大间隙（C）硬度(邵氏A)700.200.1250.0750.050.02最大间隙（C）硬度(邵氏A)800.350.300.250.200.125O形橡胶密封圈在不同压力下挤入间隙的情况 5.2 O型圈的安装 O型圈的安装质量对其密封性和使用寿命均有重要的影响。泄漏问题往往是因为安装不良而造成的。安装过程中不允许出现O型圈被划伤和位置安装不正，以及O型圈被扭曲等情况。装配前，密封沟槽、密封配合面必须严格清洗；同时对O型圈装配中要通过的表面涂敷润滑脂。为了防止O型圈在安装时被尖角和螺纹等锐边切伤

13、或划伤，应在安装的轴端和孔端留有1530的引入角。当O型圈需通过外螺纹时，应使用专用的薄壁金属导套，套住外螺纹；如果O型圈需通过孔口时，应使孔口倒成相应的斜角形状，以防O型圈被划伤。坡口的斜角一般为a=120140O形橡胶密封圈泄漏原因及改进意见常见疵病产 生 原 因改 进 意 见泄 漏1、 安装时损坏即配偶件的棱角过孔时划伤；2、压缩量过小；1、安装时将壳体的端部加工为倒角，以保证安装时O形橡胶密封圈不受剪切而损坏；2、适当的增加压缩量；大 泄 漏1、 O形橡胶密封圈失去弹性；2、 O形橡胶密封圈表面遭受严重磨擦损坏；3、 O形橡胶密封圈过度收缩；4、 O形橡胶密封圈受密封介质腐蚀、溶胀；5

14、、 间隙值过大，O形橡胶密封圈被挤出；6、 O形橡胶密封圈断面直径单边粗细不一致，造成运动时扭曲破坏；1、 提高O形橡胶密封圈材料性能，延长使用使用寿命；2、 适当提高O形橡胶密封圈胶料硬度，减少磨擦系数；3、 动态使用时，O形橡胶密封圈内径应比轴径稍大；4、 提高O形橡胶密封圈胶料的耐油性；5、 减小间隙值6、 加强O形橡胶密封圈模型的尺寸控制和产品检验；O形橡胶密封圈早期损坏1、 O形橡胶密封圈过度拉伸，过早发生断裂2、 安装时损坏3、 压缩量过大，严重磨擦或剪切4、 选用O形橡胶密封圈或沟槽尺寸不妥1、 动态使用时，O形橡胶密封圈内径应比轴径稍大；2、 安装时才用金属导套3、 减小压缩量

15、；4、 正确选用O形橡胶密封圈和沟槽的配合低温泄漏O形橡胶密封圈在低温下失去弹性提高O形橡胶密封圈胶料的耐寒性过度磨擦1、 压缩量过大；2、 O形橡胶密封圈溢出或耐油差，过度溶胀；1、 减少压缩量或矫正沟槽尺寸提高金属表面的光洁度2、 采用挡圈防止O形橡胶密封圈溢出或提高O形橡胶密封圈材料的耐油性；（七）胶料物理机械性能日期：2007-4-16 查看：488O形橡胶密封圈胶料物理机械性能性 能A 组B 组硬度(邵氏A)拉伸强度, MPa 扯断伸长率， % 6059300705112208051115088+5-4101006059300705112208051115088+5-410100压缩

16、永久变形， % 10024h12524h3535353540404040执 空 气 老 化 试 验硬度变化：10024h12524h+10+10+10+10+10+10+10+10拉伸强度变化率，%10024h12524h-15-15-20-20-15-15-20-20扯断伸长变化率，%10024h12524h-35-35-35-35-40-35-35-40耐 液 体 试 验1号标准油（10024h）硬度变化体积变化率，%-3，+7-7，+6-3，+7-7，+6-3，+7-7，+6-3，+7-7，+63号标准油（10024h）硬度变化体积变化率，%-10，00，+15-10，00，+15-10

17、，00，+15-10，00，+151号标准油（12524h）硬度变化体积变化率，%-5，+10-8，+6-5，+10-8，+6-5，+10-8，+6-5，+10-8，+63号标准油（12524h）硬度变化体积变化率，%-15，00，+20-15，00，+20-15，00，+20-15，00，+20脆性温度， -40-40-40-40-30-30-30-30（八）执行标准日期：2007-4-16 查看：532标 准O型橡胶截面直径 W美国标准 AS 5681.78 2.62 3.53 5.33 7.00英国标准 BS 1516日本标准 JIS B24011.90 2.4 3.1 3.5 5.7 8.4国际标准 ISO 3601/11.8 2.65 3.55 5.30 7.00德国标准 DIN 3771/1中国标准 GB 3452.1优先的米制尺寸1.0 1.5 2.0 2.5 3.03.5 4.0 4.5 5.0 5.56.0 7.0 8.0 10.0 12.0