ORING密封的選型與設(shè)計1分析課件

O-RING密封的選型與設(shè)計

O-R目錄O-RING密封的使用與介紹O-RING密封的選型與設(shè)計O-RING密封設(shè)計實例應(yīng)用目錄

O-RING密封可用于對油、水、空氣、酸、堿、有機(jī)溶劑、真空等的密封，屬于接觸式密封,按使用狀態(tài)分為靜態(tài)密封和動態(tài)密封。1.用于制作O-RING的常見主體材料

○

天然橡膠（NR)

○丁腈橡膠（NBR)

○三元乙丙橡膠（EPDM)

○氟橡膠（FKM)

○氫化丁腈橡膠（HNBR)

○硅橡膠（QM)

○丙烯酸酯橡膠(ACM)

○丁基橡膠（IIR)

○氯丁橡膠（CR)

○丁苯橡膠（SBR),等等

O-RING密封的使用與介紹O-RING密封可用于對油、水、空氣、酸、堿、有機(jī)溶2.

使用壓力

O-RING密封所能達(dá)到的最高密封壓力：動態(tài)35MPa,靜態(tài)100MPa

3.使用溫度范圍O-RING密封的使用與介紹橡膠名稱使用溫度范圍℃

QM-70～260FKM-20～200ACM-30～175EPDM-50～150IIR-50～150BR-50～120NR-50～100SBR-40～120CR-40～120NBR-40～120CO-30～150AU-20～802.使用壓力O-RING密封的使用與介紹橡膠名稱使用溫度4.使用介質(zhì)

O-RING密封圈耐介質(zhì)性能（重量變化、體積變化）是由橡膠的主體材料所決定，不同橡膠由于其主鏈結(jié)構(gòu)和側(cè)基的不同，耐介質(zhì)的性能差異很大，一般來說，極性橡膠耐非極性介質(zhì)的性能優(yōu)良，非極性橡膠耐極性介質(zhì)的性能優(yōu)良。

丁腈橡膠、氟橡膠、丙烯酸酯橡膠等極性較高的橡膠耐非極性的礦物油性能都很優(yōu)異，而三元乙丙橡膠等非極性耐極性的酯類介質(zhì)性能非常優(yōu)異。在考慮橡膠耐介質(zhì)的同時，還應(yīng)特別注意介質(zhì)中的添加劑，有些添加劑對橡膠性能的影響非常大，如齒輪油中添加硫或含硫添加劑，就會加速丁腈橡膠的老化，也就是說丁腈橡膠不能適應(yīng)含這種添加劑的介質(zhì)，只能選用其他橡膠，如氟橡膠、丙烯酸酯橡膠。各種橡膠適用介質(zhì)的情況如下表：O-RING密封的使用與介紹4.使用介質(zhì)O-RING密封的使用與介紹O-RING密封的使用與介紹介質(zhì)名稱NRSBRBRCRNBRIIREPDMCSMACMAUQMFKM汽油差差差良優(yōu)差差良優(yōu)優(yōu)可-優(yōu)苯差差差差可-差差可-差可-可-優(yōu)醇優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)差可優(yōu)優(yōu)醚差差差可-差差差差差差可-差酮可+可+可+可+差優(yōu)優(yōu)可+差差良差酯可-可-可-差可-優(yōu)優(yōu)差差可+可差水優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)可可優(yōu)優(yōu)鹽酸優(yōu)優(yōu)/優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)///優(yōu)硝酸差差/差差差差差///優(yōu)硫酸差差/差差差差差///優(yōu)磷酸優(yōu)優(yōu)/優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)///優(yōu)NaOH優(yōu)優(yōu)/優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)///優(yōu)無機(jī)鹽優(yōu)優(yōu)/優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)///優(yōu)O-RING密封的使用與介紹介質(zhì)名稱NRSBRBRCRNBRO-RING密封的使用與介紹5.安裝注意事項

※為了防止O-RING安裝時被劃傷，溝槽的棱角處應(yīng)采用倒角或圓角設(shè)計，O-RING安裝經(jīng)過螺紋等部位時則需要使用護(hù)套或倒環(huán)使其能平滑進(jìn)入溝槽。

※安裝時不要過度拉伸O-RING,以免其截面尺寸受到影響。

※不要讓O-RING發(fā)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)。

※O-RING表面要涂抹潤滑油（注意：橡膠材料的耐介質(zhì)性能及系統(tǒng)的要求）。

※使用前要注意產(chǎn)品的儲存期（儲存期從產(chǎn)品生產(chǎn)之日算起），超過儲存期的產(chǎn)品盡可能不要使用，如需使用，則應(yīng)先進(jìn)性能檢測，合格后方可使用。

O-RING密封的使用與介紹5.安裝注意事項O-RING密封的使用與介紹6.儲存注意事項

※

嚴(yán)格控制儲存溫度，一般應(yīng)在30℃以下，最好在15℃，以免溫度過高使制品老化，性能下降。

※

控制濕度，相對濕度應(yīng)不大于80%，儲存室或制品表面不得有濕氣凝結(jié)。

※

避免使用高紫外線光源和日光直射。

※

避免儲存在臭氧濃度較高或有有機(jī)溶劑揮發(fā)的環(huán)境中。

※

特別注意儲存過程中不得使橡膠密封制品產(chǎn)生形變，不應(yīng)堆放或扭曲放置。不同橡膠產(chǎn)品儲存期見下表：

注：1.初始儲存期：從制造之日起適當(dāng)包裝的橡膠制品在樣品需要檢驗或重新試驗之前在規(guī)定條件下可以儲存的最長時間；2.擴(kuò)展儲存期：適當(dāng)包裝的橡膠制品在初始儲存期之后需要進(jìn)行進(jìn)一步檢驗或重新試驗之前可以儲存的時間。

O-RING密封的使用與介紹6.儲存注意事項O-RING密封的使用與介紹通用名稱縮寫代號初始儲存期（年）擴(kuò)展儲存期（年）天然橡膠NR52丁二烯橡膠BR52丁苯橡膠SBR52聚酯型聚氨酯AU52聚醚型聚氨酯EU52丁腈橡膠NBR73氫化丁腈橡膠HNBR73羧化丁腈橡膠XNBR73氯醚橡膠CO,ECO73丙烯酸酯橡膠ACM73氯丁橡膠CR73丁基橡膠IIR73溴化丁基橡膠BIIR73氯化丁基橡膠CIIR73三元乙丙橡膠EPDM105氟橡膠FKM105硅橡膠QM105O-RING密封的使用與介紹通用名稱縮寫代號初始儲存期（年）

O-RING密封是由O型密封圈、密封槽和密封面三部分組成的，因此，

O-RING密封的設(shè)計是指密封圈的選型、密封槽的設(shè)計，密封間隙、公差與配合的設(shè)計。1.選型與設(shè)計需考慮的因素

◎

密封圈的設(shè)計需要考慮密封圈的材料、硬度（通常指邵氏硬度）、規(guī)格（通常用內(nèi)徑*線徑表示）、公差、拉伸率和壓縮率等因素；

◎

密封槽的設(shè)計需要考慮密封槽的型式、尺寸、密封槽填充率及密封面的加工精度等因素；

◎

密封圈與密封面的配合需要考慮密封裝配間隙、同軸度（偏心量）等因素。O-RING密封的選型與設(shè)計O-RING密封是由O型密封圈、密封槽和密封面三部分O-RING密封的選型與設(shè)計2.O-RING密封圈的選型

在設(shè)計O形密封圈時首先應(yīng)清楚O形圈的使用條件及使用環(huán)境，合理的選材和尺寸設(shè)計是保證密封的重要前提。O形密封圈的截面直徑d和截面壓縮率是衡量O形密封圈密封性能和壽命的重要參數(shù)指標(biāo)。截面壓縮率的表示見下右圖所示。

截面壓縮率

β=（d2-t)/d2

式中d2―

O形圈自由狀態(tài)下的截面直徑插圖t―O形圈槽底與被密封表面的距離

對于O形圈截面壓縮率《過程裝備密封技術(shù)》的推薦值如下表圓柱面靜密封10%～15%平面靜密封15%～30%液壓往復(fù)動密封12%～20%旋轉(zhuǎn)軸用動密封3%～8%氣動密封5%～6%O-RING密封的選型與設(shè)計2.O-RING密封圈的選型圓原則上，壓力高時，截面壓縮率取較大值，壓力低時，取較小值。同時，應(yīng)考慮到壓力的變化、密封介質(zhì)的種類、工作溫度及其變化、機(jī)加工精度及O形圈材料等因素。對于往復(fù)運動和旋轉(zhuǎn)運動，影響密封的因素比較多，密封表面摩擦力、流體粘度、壓力、頻率、轉(zhuǎn)數(shù)、行程等都可能造成泄漏。摩擦對動密封的影響非常大，應(yīng)盡可能減小摩擦力，影響摩擦力的主要因素有：橡膠硬度、壓縮量和密封表面粗糙度，這些在設(shè)計加工時應(yīng)予以特別重視。值得注意的是：旋轉(zhuǎn)軸用O形密封圈，必須考慮“焦?fàn)栃в谩?，即橡膠在拉伸狀態(tài)下受熱會劇烈收縮。為了排除該影響，O形圈在旋轉(zhuǎn)軸上絕對不允許呈拉伸狀態(tài)。通常取旋轉(zhuǎn)運動用的O形圈的內(nèi)徑比軸頸大3%～5%，O形圈的外徑具有3%～8%的壓縮率。這樣既保證有效密封，又能防止O形圈過熱而燒壞。旋轉(zhuǎn)運動用O形圈的材質(zhì)可選用硬度（邵氏A）為75±5度的丁腈橡膠（NBR)、氟橡膠(FKM)或聚氨酯橡膠（AU)等材料。

O-RING密封的選型與設(shè)計原則上，壓力高時，截面壓縮率取較大值，壓力低時，取較

O形圈的規(guī)格尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，通常情況下O形圈結(jié)構(gòu)用不著專門設(shè)計，直接從標(biāo)準(zhǔn)中選型即可，只有對非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的密封圈才需要設(shè)計。液壓氣動用O形橡膠密封圈尺寸系列及公差見國標(biāo)GB/T3452.1-2005或全球O-RING參考導(dǎo)則《GLOBEO-RINGSIZEREFERENCEGUIDE》。O-RING密封的選型與設(shè)計表面線速度最大截面直徑V＜1m/s無嚴(yán)格要求V=1～2m/s3.53mmV=2～3m/s2.62mmV=3～7.62m/s1.78mm

根據(jù)軸的轉(zhuǎn)數(shù)確定O形圈的截面直徑，在保證密封效果的前提下,截面直徑越小越好。轉(zhuǎn)軸表面線速度與最大截面直徑《過程裝備密封技術(shù)》的推薦值如下表。

O形圈的規(guī)格尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，通常情況下O形圈結(jié)O-RING密封的選型與設(shè)計3.密封溝槽的設(shè)計¤

密封溝槽型式設(shè)計

安裝O形圈的溝槽多種多樣，有矩形槽、三角形槽、燕尾形槽、半圓形槽、斜底形槽等，見下表，這些形狀的設(shè)計是基于用途和結(jié)構(gòu)的需要，使用效果不盡相同，以下僅介紹使用最廣泛的矩形溝槽。型式矩形槽三角形槽燕尾形槽半圓形槽斜底形槽簡圖

說明動,靜密封均適宜,應(yīng)用普遍尺寸緊湊,靜密封用O形圈牢固處于溝槽內(nèi),不脫落,適宜安裝上法蘭僅用于旋轉(zhuǎn)軸,應(yīng)用不普遍應(yīng)用燃料油類介質(zhì),O形圈有較大膨脹的場合O-RING密封的選型與設(shè)計3.密封溝槽的設(shè)計型式矩形槽¤溝槽深度的設(shè)計

溝槽深度對O形圈密封而言是一個至關(guān)重要的參數(shù)，它與O形圈的截面直徑相對應(yīng)，在知道O形圈截面直徑和壓縮率的前提下，可計算出適應(yīng)的溝槽深度。O-RING密封的選型與設(shè)計溝槽內(nèi)徑d0=α(d+dW

)-dW式中

a---O形圈的拉伸率d---自由狀態(tài)下O形圈的內(nèi)徑dW--自由狀態(tài)下O形圈的截面直徑

溝槽外徑D0=2dW(1-β)+d0

式中

β----O形圈壓縮率

矩形槽槽深h=(1-β)dW¤溝槽深度的設(shè)計O-RING密封的選型與設(shè)計溝槽內(nèi)徑

橡膠O形圈的拉伸率和壓縮率《機(jī)械工程師手冊》推薦值O-RING密封的選型與設(shè)計密封形式介質(zhì)拉伸率a壓縮率β靜密封油1.03~1.0415~25%空氣＜1.01往復(fù)密封油1.0212~17%空氣＜1.01旋轉(zhuǎn)密封油0.95~1.05~10%¤溝槽寬度的設(shè)計

溝槽寬度是O形圈密封設(shè)計的又一個至關(guān)重要的參數(shù)，正確的溝槽寬度是防止O形圈擠出破壞的主要因素之一，溝槽側(cè)壁與O形圈間應(yīng)該有間隙，故矩形槽寬

b=dW+(0.3～0.5)dw

當(dāng)工作壓力超過10MPa時需要加裝擋圈，加擋圈的溝槽寬度需相應(yīng)加大，當(dāng)有n個檔圈,檔圈寬度為t時,矩形槽寬

b’=b+nt橡膠O形圈的拉伸率和壓縮率《機(jī)械工程師手冊》推薦值O-

¤

溝槽粗糙度的設(shè)計

溝槽的粗糙度對密封的性能和壽命影響很大，《機(jī)械工程師手冊》推薦的Ra值靜密封：1.6～3.2μm,壓力波動小時可加大到6.3μm；動密封：底面0.8μm,側(cè)面1.6～3.2μm。

4.密封配合設(shè)計需考慮和注意的問題◆裝配間隙

裝配間隙是必然存在的,無論是平面密封還是圓柱面密封,無論是靜密封或是動密封,都存在間隙。而對于動密封適當(dāng)?shù)拈g隙是必需的,間隙過小則運動阻力太大或難以運動,間隙過大則難以密封。間隙過大則O形圈的一部分在受壓情況下容易被擠入間隙而受損傷，O形圈被擠入間隙的主要因素有壓力、硬度和間隙大小。在間隙不能太小壓力又較大的場合，則通過加擋圈以防止O形圈被擠入間隙而損傷，常用的擋圈材料有聚四氟乙烯和皮革。O-RING密封的選型與設(shè)計¤溝槽粗糙度的設(shè)計O-RING密封的選型與設(shè)計O-RING密封的選型與設(shè)計硬度70度80度90度

截面直徑mm壓力MPa1.70~2.653.10~3.555.30~5.706.98~8.401.70~2.653.10~3.225.30~5.706.98~8.401.70~2.653.10~3.555.30~5.706.98~8.400~3.50.150.210.250.200.220.250.250.250.250.250.250.253.5~7.00.090.100.120.150.120.140.180.220.150.180.250.257.0~100.060.070.080.100.090.110.120.160.110.130.150.1810~15----0.070.080.100.120.080.100.120.1415~20----0.060.070.080.100.070.080.100.1220~35--------0.060.070.080.10間隙（半徑間隙）與材料硬度及壓力的關(guān)系O-RING密封的選型與設(shè)計硬度70度80度90度截O-RING密封的選型與設(shè)計◆偏心量（同軸度）

O形圈用在動態(tài)密封時，如果桿和筒的偏心量過大，由于O形圈各部位的壓縮量不同，會造成接觸應(yīng)力不同而發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞。因此，在設(shè)計時應(yīng)重點考慮。

按GB3452.3-88規(guī)定偏心量推薦值如下。直徑(mm)偏心量（mm）≤50≤0.025＞50≤0.050◆工作溫度及潤滑

工作溫度的大小是影響O形圈性能與壽命的重要因素。在設(shè)計密封溝槽時,應(yīng)盡量使之具有好的散熱性能,旋轉(zhuǎn)密封處的潤滑,是影響O形圈性能與壽命的另一個重要因素,應(yīng)保證密封處能得到良好潤滑。O-RING密封的選型與設(shè)計◆偏心量（同軸度）直徑(mmO-RING密封設(shè)計實例應(yīng)用設(shè)計應(yīng)用實例一

1.GHE系統(tǒng)試驗閥的密封設(shè)計與計算2.GHE系統(tǒng)試驗閥閥籠設(shè)計結(jié)構(gòu)圖設(shè)計應(yīng)用實例二

1.D2GFR047AQ蓄能器堵頭密封失效原因分析2.蓄能器堵頭密封改造設(shè)計圖設(shè)計應(yīng)用實例三1.L2GRE006ZM取樣閥密封設(shè)計圖O-RING密封設(shè)計實例應(yīng)用設(shè)計應(yīng)用實例一主要參考文獻(xiàn)（1）《過程裝備密封技術(shù)》，第二版，化學(xué)工業(yè)出版社，2006.5（2）《橡膠制品失效分析》，西北橡膠塑料研究設(shè)計院，2008.5（3）《機(jī)械工程師手冊》，第3版，機(jī)械工業(yè)出版社，2007.1（4）《GLOBEO-RINGSIZEREFERENCEGUIDE》（5)GB/T3452.1-2005《液壓氣動用O形圈尺寸系列及公差》(6)GB/T3452.3-1988《液壓氣動用O形圈溝槽尺寸和設(shè)計計算準(zhǔn)則》主要參考文獻(xiàn)謝謝！謝謝！

O-RING密封的選型與設(shè)計

O-R目錄O-RING密封的使用與介紹O-RING密封的選型與設(shè)計O-RING密封設(shè)計實例應(yīng)用目錄

O-RING密封可用于對油、水、空氣、酸、堿、有機(jī)溶劑、真空等的密封，屬于接觸式密封,按使用狀態(tài)分為靜態(tài)密封和動態(tài)密封。1.用于制作O-RING的常見主體材料

○

天然橡膠（NR)

○丁腈橡膠（NBR)

○三元乙丙橡膠（EPDM)

○氟橡膠（FKM)

○氫化丁腈橡膠（HNBR)

○硅橡膠（QM)

○丙烯酸酯橡膠(ACM)

○丁基橡膠（IIR)

○氯丁橡膠（CR)

○丁苯橡膠（SBR),等等

O-RING密封的使用與介紹O-RING密封可用于對油、水、空氣、酸、堿、有機(jī)溶2.

使用壓力

O-RING密封所能達(dá)到的最高密封壓力：動態(tài)35MPa,靜態(tài)100MPa

3.使用溫度范圍O-RING密封的使用與介紹橡膠名稱使用溫度范圍℃

QM-70～260FKM-20～200ACM-30～175EPDM-50～150IIR-50～150BR-50～120NR-50～100SBR-40～120CR-40～120NBR-40～120CO-30～150AU-20～802.使用壓力O-RING密封的使用與介紹橡膠名稱使用溫度4.使用介質(zhì)

O-RING密封圈耐介質(zhì)性能（重量變化、體積變化）是由橡膠的主體材料所決定，不同橡膠由于其主鏈結(jié)構(gòu)和側(cè)基的不同，耐介質(zhì)的性能差異很大，一般來說，極性橡膠耐非極性介質(zhì)的性能優(yōu)良，非極性橡膠耐極性介質(zhì)的性能優(yōu)良。

丁腈橡膠、氟橡膠、丙烯酸酯橡膠等極性較高的橡膠耐非極性的礦物油性能都很優(yōu)異，而三元乙丙橡膠等非極性耐極性的酯類介質(zhì)性能非常優(yōu)異。在考慮橡膠耐介質(zhì)的同時，還應(yīng)特別注意介質(zhì)中的添加劑，有些添加劑對橡膠性能的影響非常大，如齒輪油中添加硫或含硫添加劑，就會加速丁腈橡膠的老化，也就是說丁腈橡膠不能適應(yīng)含這種添加劑的介質(zhì)，只能選用其他橡膠，如氟橡膠、丙烯酸酯橡膠。各種橡膠適用介質(zhì)的情況如下表：O-RING密封的使用與介紹4.使用介質(zhì)O-RING密封的使用與介紹O-RING密封的使用與介紹介質(zhì)名稱NRSBRBRCRNBRIIREPDMCSMACMAUQMFKM汽油差差差良優(yōu)差差良優(yōu)優(yōu)可-優(yōu)苯差差差差可-差差可-差可-可-優(yōu)醇優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)差可優(yōu)優(yōu)醚差差差可-差差差差差差可-差酮可+可+可+可+差優(yōu)優(yōu)可+差差良差酯可-可-可-差可-優(yōu)優(yōu)差差可+可差水優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)可可優(yōu)優(yōu)鹽酸優(yōu)優(yōu)/優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)///優(yōu)硝酸差差/差差差差差///優(yōu)硫酸差差/差差差差差///優(yōu)磷酸優(yōu)優(yōu)/優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)///優(yōu)NaOH優(yōu)優(yōu)/優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)///優(yōu)無機(jī)鹽優(yōu)優(yōu)/優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)///優(yōu)O-RING密封的使用與介紹介質(zhì)名稱NRSBRBRCRNBRO-RING密封的使用與介紹5.安裝注意事項

※為了防止O-RING安裝時被劃傷，溝槽的棱角處應(yīng)采用倒角或圓角設(shè)計，O-RING安裝經(jīng)過螺紋等部位時則需要使用護(hù)套或倒環(huán)使其能平滑進(jìn)入溝槽。

※安裝時不要過度拉伸O-RING,以免其截面尺寸受到影響。

※不要讓O-RING發(fā)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)。

※O-RING表面要涂抹潤滑油（注意：橡膠材料的耐介質(zhì)性能及系統(tǒng)的要求）。

※使用前要注意產(chǎn)品的儲存期（儲存期從產(chǎn)品生產(chǎn)之日算起），超過儲存期的產(chǎn)品盡可能不要使用，如需使用，則應(yīng)先進(jìn)性能檢測，合格后方可使用。

O-RING密封的使用與介紹5.安裝注意事項O-RING密封的使用與介紹6.儲存注意事項

※

嚴(yán)格控制儲存溫度，一般應(yīng)在30℃以下，最好在15℃，以免溫度過高使制品老化，性能下降。

※

控制濕度，相對濕度應(yīng)不大于80%，儲存室或制品表面不得有濕氣凝結(jié)。

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避免使用高紫外線光源和日光直射。

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避免儲存在臭氧濃度較高或有有機(jī)溶劑揮發(fā)的環(huán)境中。

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特別注意儲存過程中不得使橡膠密封制品產(chǎn)生形變，不應(yīng)堆放或扭曲放置。不同橡膠產(chǎn)品儲存期見下表：

注：1.初始儲存期：從制造之日起適當(dāng)包裝的橡膠制品在樣品需要檢驗或重新試驗之前在規(guī)定條件下可以儲存的最長時間；2.擴(kuò)展儲存期：適當(dāng)包裝的橡膠制品在初始儲存期之后需要進(jìn)行進(jìn)一步檢驗或重新試驗之前可以儲存的時間。

O-RING密封的使用與介紹6.儲存注意事項O-RING密封的使用與介紹通用名稱縮寫代號初始儲存期（年）擴(kuò)展儲存期（年）天然橡膠NR52丁二烯橡膠BR52丁苯橡膠SBR52聚酯型聚氨酯AU52聚醚型聚氨酯EU52丁腈橡膠NBR73氫化丁腈橡膠HNBR73羧化丁腈橡膠XNBR73氯醚橡膠CO,ECO73丙烯酸酯橡膠ACM73氯丁橡膠CR73丁基橡膠IIR73溴化丁基橡膠BIIR73氯化丁基橡膠CIIR73三元乙丙橡膠EPDM105氟橡膠FKM105硅橡膠QM105O-RING密封的使用與介紹通用名稱縮寫代號初始儲存期（年）

O-RING密封是由O型密封圈、密封槽和密封面三部分組成的，因此，

O-RING密封的設(shè)計是指密封圈的選型、密封槽的設(shè)計，密封間隙、公差與配合的設(shè)計。1.選型與設(shè)計需考慮的因素

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密封圈的設(shè)計需要考慮密封圈的材料、硬度（通常指邵氏硬度）、規(guī)格（通常用內(nèi)徑*線徑表示）、公差、拉伸率和壓縮率等因素；

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密封槽的設(shè)計需要考慮密封槽的型式、尺寸、密封槽填充率及密封面的加工精度等因素；

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密封圈與密封面的配合需要考慮密封裝配間隙、同軸度（偏心量）等因素。O-RING密封的選型與設(shè)計O-RING密封是由O型密封圈、密封槽和密封面三部分O-RING密封的選型與設(shè)計2.O-RING密封圈的選型

在設(shè)計O形密封圈時首先應(yīng)清楚O形圈的使用條件及使用環(huán)境，合理的選材和尺寸設(shè)計是保證密封的重要前提。O形密封圈的截面直徑d和截面壓縮率是衡量O形密封圈密封性能和壽命的重要參數(shù)指標(biāo)。截面壓縮率的表示見下右圖所示。

截面壓縮率

β=（d2-t)/d2

式中d2―

O形圈自由狀態(tài)下的截面直徑插圖t―O形圈槽底與被密封表面的距離

對于O形圈截面壓縮率《過程裝備密封技術(shù)》的推薦值如下表圓柱面靜密封10%～15%平面靜密封15%～30%液壓往復(fù)動密封12%～20%旋轉(zhuǎn)軸用動密封3%～8%氣動密封5%～6%O-RING密封的選型與設(shè)計2.O-RING密封圈的選型圓原則上，壓力高時，截面壓縮率取較大值，壓力低時，取較小值。同時，應(yīng)考慮到壓力的變化、密封介質(zhì)的種類、工作溫度及其變化、機(jī)加工精度及O形圈材料等因素。對于往復(fù)運動和旋轉(zhuǎn)運動，影響密封的因素比較多，密封表面摩擦力、流體粘度、壓力、頻率、轉(zhuǎn)數(shù)、行程等都可能造成泄漏。摩擦對動密封的影響非常大，應(yīng)盡可能減小摩擦力，影響摩擦力的主要因素有：橡膠硬度、壓縮量和密封表面粗糙度，這些在設(shè)計加工時應(yīng)予以特別重視。值得注意的是：旋轉(zhuǎn)軸用O形密封圈，必須考慮“焦?fàn)栃в谩保聪鹉z在拉伸狀態(tài)下受熱會劇烈收縮。為了排除該影響，O形圈在旋轉(zhuǎn)軸上絕對不允許呈拉伸狀態(tài)。通常取旋轉(zhuǎn)運動用的O形圈的內(nèi)徑比軸頸大3%～5%，O形圈的外徑具有3%～8%的壓縮率。這樣既保證有效密封，又能防止O形圈過熱而燒壞。旋轉(zhuǎn)運動用O形圈的材質(zhì)可選用硬度（邵氏A）為75±5度的丁腈橡膠（NBR)、氟橡膠(FKM)或聚氨酯橡膠（AU)等材料。

O-RING密封的選型與設(shè)計原則上，壓力高時，截面壓縮率取較大值，壓力低時，取較

O形圈的規(guī)格尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，通常情況下O形圈結(jié)構(gòu)用不著專門設(shè)計，直接從標(biāo)準(zhǔn)中選型即可，只有對非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的密封圈才需要設(shè)計。液壓氣動用O形橡膠密封圈尺寸系列及公差見國標(biāo)GB/T3452.1-2005或全球O-RING參考導(dǎo)則《GLOBEO-RINGSIZEREFERENCEGUIDE》。O-RING密封的選型與設(shè)計表面線速度最大截面直徑V＜1m/s無嚴(yán)格要求V=1～2m/s3.53mmV=2～3m/s2.62mmV=3～7.62m/s1.78mm

根據(jù)軸的轉(zhuǎn)數(shù)確定O形圈的截面直徑，在保證密封效果的前提下,截面直徑越小越好。轉(zhuǎn)軸表面線速度與最大截面直徑《過程裝備密封技術(shù)》的推薦值如下表。

O形圈的規(guī)格尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，通常情況下O形圈結(jié)O-RING密封的選型與設(shè)計3.密封溝槽的設(shè)計¤

密封溝槽型式設(shè)計

安裝O形圈的溝槽多種多樣，有矩形槽、三角形槽、燕尾形槽、半圓形槽、斜底形槽等，見下表，這些形狀的設(shè)計是基于用途和結(jié)構(gòu)的需要，使用效果不盡相同，以下僅介紹使用最廣泛的矩形溝槽。型式矩形槽三角形槽燕尾形槽半圓形槽斜底形槽簡圖

說明動,靜密封均適宜,應(yīng)用普遍尺寸緊湊,靜密封用O形圈牢固處于溝槽內(nèi),不脫落,適宜安裝上法蘭僅用于旋轉(zhuǎn)軸,應(yīng)用不普遍應(yīng)用燃料油類介質(zhì),O形圈有較大膨脹的場合O-RING密封的選型與設(shè)計3.密封溝槽的設(shè)計型式矩形槽¤溝槽深度的設(shè)計

溝槽深度對O形圈密封而言是一個至關(guān)重要的參數(shù)，它與O形圈的截面直徑相對應(yīng)，在知道O形圈截面直徑和壓縮率的前提下，可計算出適應(yīng)的溝槽深度。O-RING密封的選型與設(shè)計溝槽內(nèi)徑d0=α(d+dW

)-dW式中

a---O形圈的拉伸率d---自由狀態(tài)下O形圈的內(nèi)徑dW--自由狀態(tài)下O形圈的截面直徑

溝槽外徑D0=2dW(1-β)+d0

式中

β----O形圈壓縮率

矩形槽槽深h=(1-β)dW¤溝槽深度的設(shè)計O-RING密封的選型與設(shè)計溝槽內(nèi)徑

橡膠O形圈的拉伸率和壓縮率《機(jī)械工程師手冊》推薦值O-RING密封的選型與設(shè)計密封形式介質(zhì)拉伸率a壓縮率β靜密封油1.03~1.0415~25%空氣＜1.01往復(fù)密封油1.0212~17%空氣＜1.01旋轉(zhuǎn)密封油0.95~1.05~10%¤溝槽寬度的設(shè)計

溝槽寬度是O形圈密封設(shè)計的又一個至關(guān)重要的參數(shù)，正確的溝槽寬度是防止O形圈擠出破壞的主要因素之一，溝槽側(cè)壁與O形圈間應(yīng)該有間隙，故矩形槽寬

b=dW+(0.3～0.5)dw

當(dāng)工作壓力超過10MPa時需要加裝擋圈，加擋圈的溝槽寬度需相應(yīng)加大，當(dāng)有n個檔圈,檔圈寬度為t時,矩形槽寬

b’=b+nt橡膠O形圈的拉伸率和壓縮率《機(jī)械工程師手冊》推薦值O-

¤

溝槽粗糙度的設(shè)計

溝槽的粗糙度對密封的性能和壽命影響很大，《機(jī)械工程師手冊》推薦的Ra值靜密封：1.6～3.2μm,壓力波動小時可加大到6.3μm；動密封：底面0.8μm,側(cè)面1.6～3.2μm。

4.密封配合設(shè)計需考慮和注意的問題◆裝配間隙

裝配間隙是必然存在的,無論是平面密封還是圓柱面密封,無論是靜密封或是動密封,都存在間隙。而對于動密封適當(dāng)?shù)拈g隙是必需的,間隙過小則運動阻力太大或難以運動,間隙過大則難以密封。間隙過大則O形圈的一部分在受壓情況下容易被擠入間隙而受損傷，O形圈被擠入間隙的主要因素有壓力、硬度和間隙大小。在間隙不能太小壓力又較大的場合，則通過加擋圈以防止O形圈被擠入間隙而損傷，常用的擋圈材料有聚四氟乙烯和皮革。O-RING密封的選型與設(shè)計¤溝槽粗糙度的設(shè)計O-RIN