（一）O型圈的概述与密封原理
日期：2007-4-16 查看：577
O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。
日期：2007-4-16 查看：737
O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
（二）压缩率现拉伸量
1
压两种情况，内压增加的拉伸，外压降低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：
α=(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 静密封 往复运动 旋转运动 密封介质 液压油 空气 液压油 空气 液压油 拉伸量α（%） 1.03～1.04 <1.01 1.02 <1.01 0.95～１ 压缩率w（%） 15～25 15～25 12～17 12～17 3～8 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 工作压力静密封/Mpa ≤ 工作压力（往复运动，往复速度≤0.2m/s）/Mpa
50±5 60±5 70±5 80±5 90±5 0.5 1 10 20 50 0.5 1 8 16 24 注：旋转运动工作压力一般不超过0.4 Mpa,硬度选择在(70±5)度;超出0.4 Mpa则按特殊密封装置设计。
日本JISB 2406－1991 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
≤0.4 4.0～6.3 6.3～10 10～16 16～25 2
70 90
0.35 0.65 0.30 0.60 0.15 0.50 0.07 0.30 0.03 0.17 美国SAEJ120A－1968 推荐的O形圈的最大封间隙值/mm
硬度（邵氏A） /度 工作压力/MPa 0 1.72 3.45 6.89 10.34 13.79 20.68 34.47
70 0.254 0.254 0.203 0.127 0.076
80 0.254 0.254 0.254 0.203 0.127 0.102 0.076 90 0.254 0.254 0.254 0.254 0.203 0.127 0.102 0.076 O形圈的截面直径和轴的转速关系
转速/m/s 2.03 3.05 O形圈截面直径/mm 3.53 2.62
转速/m/s 7.62 O形圈截面直径/mm 1.78 NBR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/ MPa 80 22 400 2 85 27 306 20 90 25 120 50 （四）密封沟槽的形状
安装O形圈的各种沟槽形状
名 称 矩形沟槽 V形沟槽 半圆形沟槽 应 用 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。 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。 可用于旋转密封，但一般不用。 用于磨擦力要求很低有场合。因沟槽加工费高，一般不采用。 推荐用于固定密封的场合。 沟槽形状
燕尾形沟槽（梯形沟槽） 三角形沟槽 3
O形橡胶密封沟槽各配合偶件的表面光洁度
表 面 沟槽的底面和侧面 应 用 场 合 密态密封 动态密封 配合表面 密态密封 动态密封 压 力 状 况 非交变和无脉冲 交变或脉冲 非交变和无脉冲 非交变和无脉冲 交变或脉冲 表 面 光 洁 度 Ra3.2μm Ra1.6μm Ra1.6μm Ra0.8μm Ra0.4μm 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
O形圈断面尺寸公差 压 缩 量 轴向固定密封 沟槽尺寸 a b R≤ 压 缩 量 a 运 动 用 （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
1.9±0.08 2.4±0.08 3.1±0.10 3.5±0.10 5.7±0.15 8.6±0.16 0.60～0.40 0.70～0.50 3.2 0.4 0.47～0.28 1.43～1.62 2.5 3.9 5.4 0.4 0.47～0.27 1.93～2.13 3.2 4.4 6.0 0.85～0.55 0.90～0.65 1.3～0.9 1.6～1.0 1.3～1.5 1.7～1.9 2.25～2.55 2.60～2.85 4.40～4.80 7.00～2.60 2.5 4.2 0.7 4.7 7.5 0.8 11.2 0.54～0.30 0.60～0.32 0.85～0.45 1.06～0.68 2.65～2.80 2.90～3.18 4.85～5.25 7.54～7.92 4.2 5.2 7.0 0.7 4.7 6.0 7.8 7.5 9.0 11.5 0.8 11.2 13.2 17.2 不加挡圈 沟 槽 加一个挡尺 b 圈 寸 加二个挡圈 R≤
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型圈的使用安装与泄漏
日期：2007-4-16 查看：832
5.1 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
4
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间隙及工作压力关系
工作压力，MPa 最大间隙（C） 硬度(邵氏A)70 最大间隙（C） 硬度(邵氏A)80
≤3.5 0.20 0.35 3.5～7.0 0.125 0.30 7.0～10.3 0.075 0.25 10.3～13.7 0.05 0.20 13.7～20.6 0.02 0.125 O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或划伤，应在安装的轴端和孔端留有15o～30o的引入角。当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=120o～140o
O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 1、 安装时损坏即配偶件的棱角过孔时划伤； 1、安装时将壳体的端部加工为倒角，以保证安装时O形泄 漏 橡胶密封圈不受剪切而损坏； 2、压缩量过小； 2、适当的增加压缩量； 1、 O形橡胶密封圈失去弹性； 1、 提高O形橡胶密封圈材料性能，延长使用使用寿命； 2、 O形橡胶密封圈表面遭受严重磨擦损坏； 2、 适当提高O形橡胶密封圈胶料硬度，减少磨擦系数； 3、 O形橡胶密封圈过度收缩； 3、 动态使用时，O形橡胶密封圈内径应比轴径稍大； 大 泄 4、 O形橡胶密封圈受密封介质腐蚀、溶胀； 4、 提高O形橡胶密封圈胶料的耐油性； 漏 5、 间隙值过大，O形橡胶密封圈被挤出； 5、 减小间隙值 6、 O形橡胶密封圈断面直径单边粗细不一致，6、 加强O形橡胶密封圈模型的尺寸控制和产品检验； 造成运动时扭曲破坏； 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 1、 动态使用时，O形橡胶密封圈内径应比轴径稍大； 2、 安装时损坏 2、 安装时才用金属导套 3、 压缩量过大，严重磨擦或剪切 3、 减小压缩量； 4、 选用O形橡胶密封圈或沟槽尺寸不妥 4、 正确选用O形橡胶密封圈和沟槽的配合 提高O形橡胶密封圈胶料的耐寒性 低温泄O形橡胶密封圈在低温下失去弹性 漏 5
O型圈密封知识全
