O型圈设计

O型圈设计及实物质量注意事项
1、O型圈的密封原理
O型圈是一种可对两个方向起密封作用的密封元件，当安装在各种形式的安装沟槽中，其径向或轴向预压缩赋予O型圈自身的初始能力，它随着工作介质压力的提高使其变形并增大其密封效果，如工作介质压力降到“零”时，变形恢复到安装的原始压缩状态。

O型圈一般采用质地均匀细密的橡胶制造，有极低的玻璃态温度，自然气候温度下，保持良好的弹性（进入玻璃体温度的材料称为塑料），泊松比在大于0.45接近0.5的状态，在高压状态下，橡胶弹性体可以看作表面张力极大的流体。

在密封容器中，各个方向的压强都相等，油施加在弹性体上的压力与安装初始状态的预压力叠加后，预压面的压强Pmax＝P
i预压
强＋P
2
流体压强>P
2
，随P
2
增大Pmax衡大于P
2
，保证了无泄漏。

径向密封时（动静分布）O型圈径向受压预紧，轴向静密封O型圈平面轴向受压预紧。

常用O型圈材料代号性能见德氏封P9，硬度、颜色、耐温性见德氏封P6，使用要点和禁忌见德氏封P6、P7、P8。

O型圈形状和表面缺陷的允许偏差见德氏封P12。

O型圈机械性能指标：硬度，抗拉强度，延伸率，耐低温，低温脆性，压缩永久变形。

1、O型圈尺寸和材料硬度的选择
为达到好的密封效果，所选O型圈的截面直径d
2
应尽可能选大的，对于动密封，考虑尺
寸公差、光洁度等，大的d
2是最佳方案，对静密封大的d
2
更安全，密封宽度大，防渗透效果
好。

O形圈的硬度取决于工作压力、密封面硬件间隙g（即工程间隙）、动静密封的不同场合、所密封物体表面加工质量（粗糙度），标准情况下邵尔A70，高压或脉冲压力工况下材料硬度可达到邵尔A90。

硬度越高，抗挤出、抗泄漏能力越强，但抗渗漏能力越差。

2、O形圈安装后的初始压缩量
是保证初始密封和第二阶段密封功能的关键
静密封 15-30% 有标准选择图表小d
2的可达32%，大d
2
15-20%
动密封（液压） 10-18%
动密封（气压） 4-12%
3、拉伸和挤压（德P15）
径向孔密封场合，Ｏ型圈将受拉伸，允许最大拉伸量6％，每拉伸1％，截面减小0.5％。

径向轴密封场合，O型圈将受挤压，允许最大挤压量3％，超过3％，O型圈将在沟槽中弯曲。

4、安装沟槽的填满率（德P16）
O型圈安装沟槽矩形面积应大于O型圈截面积约25％（真空密封除外『应为100％』），以满足O型圈与化学物质接触热膨胀等，安装沟槽有
足够空间来适应，槽满率应为70-85％之间。

5、安装沟槽的圆角
槽口边一律为R0.2
底角：d
2<Φ3、R＝0.3；d
2
＝3-4、R＝0.5；
d 2＝4-6、R＝0.6；d
2
＝6-8、R＝0.8；
d
2
>8、R≥1
6、安装沟槽的表面粗糙度
密封形式表面压力Ra
径向动密封配合表面 a
沟槽底面 b
沟槽侧面 c
/
≤0.4
≤1.6
≤3.2
径向静密封密封表面 a
沟底面 b
沟侧面 c
无脉动
≤1.6
≤3.2
≤6.3
7、导锥
安装径向密封时，O型圈过棱角必须有导锥，应在15°-20°之间，轴向长度在相应安装沟槽尺寸表中查得。

8、允许最大硬件密封间隙（即工程间隙）
由上表可以看出，O型圈挤出损坏与间隙和O型圈硬度有关，结合面有磕碰，不平度造成g时，邵尔A越大，抗挤出能力越强，压力>16Mpa时，邵尔A70不能使用，邵尔A90的最安全，最好采用挡圈式结构管路联接和管接头与机体联接，均应注意。

（4）压缩永久变形（断裂延伸率）
在负载作用下橡胶不仅是弹性体，也会出现永久变形，使O型圈在沟槽中的预压力降低，甚至瞬间缺失（粘弹性和跟随性）造成漏油、气。

DVR＝（h
0－h
2
）/（h
－h
1
）*100％
h
：压缩前原始直径
h
1
：压缩状态下的小径
h
2
：释放后的小径
即不可恢复直径减小值与压缩量值的比值（不可恢复量与压缩量的比值百分数）DIN53517B标准中以100℃、22小时来测量。

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