O形密封圈(设计与校核流程)
O型密封圈的设计、使用和故障处理.doc
一、O形密封圈的密封原理O 形密封圈简称O 形圈，是一种截面为圆形的橡胶圈。
O 形密封圈是液压、气动系统中使用最广泛的一种密封件。
O 形圈有良好的密封性，既可用于静密封，也可用于往复运动密封中；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。
它的适用范围很宽，如果材料选择得当，可以满足各种运动条件的要求，工作压力可从 1.333×105Pa 的真空到400MPa 高压；温度范围可从-60℃到200℃。
与其它密封型式相比，O形密封圈具有以下特点：1）结构尺寸小，装拆方便。
2）静、动密封均可使用，用作静密封时几乎没有泄漏。
3）使用单件O形密封圈，有双向密封作用。
4）动摩擦阻力较小。
5）价格低廉。
O 形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。
在用于静密封和动密封时，密封接触面接触压力产生原因和计算方法不尽相同，需分别说明。
1、用于静密封时的密封原理在静密封中以O 形圈应用最为广泛。
如果设计、使用正确，O 形密封圈在静密封中可以实现无泄漏的绝对密封。
O 形密封圈装入密封槽后，其截面承受接触压缩应力而产生弹性变形。
对接触面产生一定的初始接触压力Po。
即使没有介质压力或者压力很小，O 形密封圈靠自身的弹性力作用而也能实现密封；当容腔内充入有压力的介质后，在介质压力的作用下，O 形密封圈发生位移，移向低压侧，同时其弹性变形进一步加大，填充和封闭间隙δ。
此时，坐用于密封副偶合面的接触压力上升为Pm ：Pm=Po+Pp式中Pp——经O 形圈传给接触面的接触压力（0.1MPa）Pp=K ·PK——压力传递系数，对于橡胶制O 形密封圈K=1；P——被密封液体的压力（0.1MPa）。
从而大大增加了密封效果。
由于一般K≥1，所以Pm＞P。
由此可见，只要O 形密封圈存在初始压力，就能实现无泄漏的绝对密封。
O型圈模具设计技术报告
O型密封圈的产品模具设计O型密封圏统称O型圏,O型圏在模具中硫化成型,其特征是外型呈环型,而横截面呈圆型。
其是液玉、气动系統中使用最广泛的一种密封件。
O 型圈的常用材料有NBR、HNBR、AEM、ACM、EPDM、FKM、VMQ等等。
O型圈具有密封性好、适用性好、结构简单、制造容易和使用方便等优点,因此作为各类机械的重要密封件之一被广泛地应用。
O型圈尺寸的精度是保证产品密封性能可靠的重要条件,为了保证和提高O型圈的密封性能,除了合理地选择橡胶种类之外,还要求O型圈有较高的尺寸精度,而0型圈产品模具的结构及精度,决定着O型圈的尺寸精度。
所以要求制造0型圈的模具结构合理,尺寸公差都要满足客户的图纸要求。
O型圈模具对O型圈产品的质量和生产效率有直接的影响,且模具的造价高、加工周期长，设计失误会致使橡胶制品质量差、生产效率低、严重制约生产的发展。
因此,提高O型圈橡胶模具结构设计已成为当务之急。
一、确定模具结构型式模具结构设计是模具设计中最重要的步骤,是模具设计的关键。
其中模具结构主要包括模压结构、注射结构两种。
模压模具结构应该是最常用的模具结构，从型腔设计排布及整体布局等来看，它也分为条状结构、块状结构、网状槽结构、料杯结构、带凸台结构、撕边结构、单层结构、双层结构等等。
具体使用哪种模具结构进行开发，需要结合开发的产品的结构型状、规格大小，线径粗细，胶料特性等等因素来考虑。
比如规格较小内径规格的O型圈产品我们通常采用条状结构和块状结构设计；中等内径规格产品我们通常采用网状槽结构设计，对于线径较细的产品，我们通常采用条状结构、块状结构、网状槽结构、带凸台结构、撕边结构等结合设计；对于特大内径规格产品，通常采用料杯结构结构设计。
所以总的来说，各种结构都有自己的优缺点，具体使用何种设计，需结合产品结构胶料特性等各种因素考虑。
二、模具型腔数量模具的型腔数量是指模具中模穴的多少,也就是一次硫化过程,该副模具能生产产品的数量。
O形密封圈的设计、使用和故障处理大全
O形密封圈的设计、使用和故障处理大全目录一、O形密封圈的密封原理 (2)1、用于静密封时的密封原理 (2)2、用于往复运动密封时的密封原理 (2)3、旋转运动用密封........................................................................................................................ . (3)二、O形密封圈的材料选择 (3)1、O 形圈密封的设计原则 (5)1）压缩率........................................................................................................................ (5)2）拉伸量........................................................................................................................ (5)3）接触宽度........................................................................................................................2、O 形圈的设计........................................................................................................................ .. (6)3、O 形密封圈密封沟槽设计 (6)1）沟槽形状........................................................................................................................ .. (6)2）槽宽的设计........................................................................................................................ . (6)3）槽深的设计........................................................................................................................ . (7)4）槽口及槽底圆角的设计 (7)5）间隙........................................................................................................................ . (7)6）槽壁粗糙度........................................................................................................................4、挡圈........................................................................................................................ (7)三、O形密封圈的使用、安装和故障分析处理 (8)1、O 形圈的使用........................................................................................................................ .. (8)2、O 形圈的安装........................................................................................................................ .. (9)3、O 形圈的保管........................................................................................................................ .. (9)4、O 形密封圈的故障和解决办法 (9)1）永久变形........................................................................................................................ (10)2）间隙咬伤........................................................................................................................ (11)3）扭曲现象........................................................................................................................ (11)4）磨粒磨损现象.........................................................................................................................115）滑动表面对O 形圈的影响 (12)6）摩擦力与O 形圈的应用 (12)7）焦耳热效应........................................................................................................................ .. (12)四、O型密封圈综述 (12)1一、O形密封圈的密封原理O 形密封圈简称O 形圈，是一种截面为圆形的橡胶圈。
O形密封圈设计
O形密封圈设计O形圈密封是典型的挤压型密封。
O形圈截面直径的压缩率和拉伸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形圈一般安装在密封沟槽内起密封作用。
O形密封圈良好的密封效果很大程度上取决于O形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。
密封装置设计加工时，若使O形圈压缩量过小，就会引起泄漏；压缩量过大则会导致O 形密封圈橡胶应力松弛而引起泄漏。
同样，O形圈工作中拉伸过度，也会加速老化而引起泄漏。
世界各国的标准对此都有较严格的规定。
1、O形圈密封的设计原则1）压缩率压缩率W通常用下式表示：W=(d o-h)/d o%式中d o——O形圈在自由状态下的截面直径（m m）h——O形圈槽底与被密封表面的距离，即O形圈压缩后的截面高度（m m）。
在选取O形圈的压缩率时，应从如下三个方面考虑：◆要有足够的密封接触面积◆摩擦力尽量小◆尽量避免永久变形。
从以上这些因素不难发现，它们相互之间存在着矛盾。
压缩率大就可获得大的接触压力，但是过大的压缩率无疑会增大滑动摩擦力和永久变形。
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，要权衡个方面的因素。
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形圈密封压缩率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外压两种情况，内压增加O形圈的初始的拉伸，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形圈的作用力方向是不同的，所以预压力设计也不同。
对于动密封则要区分是往复运动还是旋转运动密封。
◇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%；平面密封装置取W=15%~30%。
o型密封圈标准及沟槽设计规范
o型密封圈标准及沟槽设计规范O型密封圈是一种常用的密封元件，广泛应用于各种机械设备和工程项目中。
它具有良好的密封性能，能够有效防止液体或气体的泄漏，保证设备的正常运行。
在使用O型密封圈时，标准及沟槽设计规范是非常重要的，它直接影响着密封圈的使用效果和寿命。
因此，本文将对O型密封圈的标准及沟槽设计规范进行详细介绍，希望能够对相关领域的工程技术人员和设计师有所帮助。
首先，我们来看一下O型密封圈的标准。
O型密封圈的标准主要包括尺寸标准和材料标准两个方面。
在选择O型密封圈时，首先要根据密封件的使用环境和工作条件来确定尺寸标准，包括内径、外径和厚度等参数。
同时，还要根据介质的性质和工作温度来选择合适的材料标准，常见的材料有丁晴橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。
在使用O型密封圈时，一定要严格按照相关标准进行选择和安装，确保密封效果和安全可靠性。
其次，沟槽设计规范也是影响O型密封圈使用效果的重要因素。
沟槽设计的合理与否直接关系到密封圈的密封性能和使用寿命。
一般来说，沟槽的设计应符合一定的原则，如圆周速度不宜过高、沟槽宽度和深度要符合标准要求、沟槽的表面粗糙度要符合要求等。
此外，还需要考虑密封圈的压缩变形和工作温度对沟槽的影响，确保沟槽设计能够满足密封圈的工作要求。
在实际工程设计中，还需要根据具体的使用情况和要求来确定O型密封圈的标准及沟槽设计规范。
在选择标准时，要充分考虑设备的工作环境、介质的性质和工作条件，确保选择的标准能够满足设备的使用要求。
在设计沟槽时，要根据密封圈的尺寸和材料特性来确定合适的沟槽尺寸和形状，确保密封圈能够正常工作并具有较长的使用寿命。
总之，O型密封圈的标准及沟槽设计规范对于设备的密封性能和安全可靠性具有重要影响。
在实际工程设计中，工程技术人员和设计师应该充分了解相关标准和规范要求，合理选择和设计O型密封圈，确保设备的正常运行和安全使用。
希望本文所介绍的内容能够对相关领域的工程技术人员和设计师有所帮助，谢谢阅读！。
O型圈密封结构设计
4.1 O型圈设计(shèjì)原则
4.1 拉伸率设计： W%=(d0+d)/(d0+d1)。
O型圈装入轴中后，一般会有拉伸，如果无拉伸，装配 (zhuāngpèi)时容易脱出，如拉伸过大，会导致O型圈截面积 减少太多，出现泄漏。
一般其拉伸量为1%-5%。
第二十一页，共45页。
4.2 O型圈设计(shèjì)原则
许拉伸量为6%；对于轴用（内压）密封，O 形圈最好延其周长方向受压缩，最大允许周长压缩量为3%。
第七页，共45页。
2.4 O型圈挤出(jǐ chū)原理
第八页，共45页。
2.4 O型圈允许挤出(jǐ chū)间隙
最大允许挤出间隙gmax 和系统 压力，O 形圈截面直径以及材料硬 度(yìngdù)有关。通常，工作压力 越高，最大允许挤出间隙gmax 取值 越小。如果间隙g 超过允许范围， 就会导致O 形圈挤出甚至损坏,当压 力超过5MPa时，建议使用挡圈
4.2 接触宽度设计：
O形圈装入密封沟槽后，其横截面产生压缩变形。变形后的宽度及其与
密封面的接触宽度都和O形圈的密封性能，其值过小会使密封性受到影响。
O形圈变形后的宽度Bo（mm）与O形圈的压缩率W和截面直径do有关，可
Bo
用下式计算
Bo=（1/(1-W)-0.6W）do （W取10%~40%）
O形圈与密封面的接触面宽度b（mm）也取决于W和do：
第四十一页，共45页。
7.8 O型圈失效(shī xiào)
7.8 O型圈失效(shī xiào)：
第十八页，共45页。
3.7 O型圈材料选择(xuǎnzé)原则
外界因素： 1，工作状态(zhuàngtài)：动密封，静密封；连续工作，间断工作等 2，工作介质：液体、气体还是两相流，及介质的物理化学性能，与介质相容性 3，工作压力：介质工作压力高低，压力波幅，瞬时最大压力 4，工作温度：瞬时温度和冷热交变温度 5，成本来源：成本低，来源广
(整理)O型密封圈及其槽的设计.
O型密封圈及其槽的设计2011-04-04 13:27:22| 分类：资料| 标签：|字号大中小订阅O形圈密封是典型的挤压型密封。
O形圈截面直径的压缩率和拉伸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形圈一般安装在密封沟槽内起密封作用。
O形密封圈良好的密封效果很大程度上取决于O形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。
密封装置设计加工时，若使O形圈压缩量过小，就会引起泄漏；压缩量过大则会导致O形密封圈橡胶应力松弛而引起泄漏。
同样，O形圈工作中拉伸过度，也会加速老化而引起泄漏。
世界各国的标准对此都有较严格的规定。
1、O形圈密封的设计原则1）压缩率压缩率W通常用下式表示：W= (do-h)/do%式中do——O形圈在自由状态下的截面直径（mm）h ——O形圈槽底与被密封表面的距离，即O形圈压缩后的截面高度（mm）。
在选取O形圈的压缩率时，应从如下三个方面考虑：a.要有足够的密封接触面积b.摩擦力尽量小c.尽量避免永久变形。
从以上这些因素不难发现，它们相互之间存在着矛盾。
压缩率大就可获得大的接触压力，但是过大的压缩率无疑会增大滑动摩擦力和永久变形。
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，要权衡个方面的因素。
一般静密封压缩率大于动密封，但其极值应小于30%(和橡胶材料有关），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 形圈密封压缩率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外压两种情况，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形圈的作用力方向是不同的，所以预压力设计也不同。
O型圈密封的设计
模压密封圈1.2.2O 形圈、挡圈及X 形圈(1)O 形圈O形圈作为密封材料，结构简单，安装容易，密封没有方向性，而且具有广阔的使用压力范围，具有非常优异的特性。
其用途可应用于从半导体、核能相关设备，到液压、空压设备等各种行业中。
另一方面，根据各种流体而选用的材料或是沟槽设计等的错误使用方法，而导致耐久性受到明显影响的情况也较多，在使用时需要细心注意。
(a )O 形圈的止漏原理O形圈的止漏原理如图1.2.14的A所示，将O形圈安装在密封槽内，施加8～30%的挤压，在低压的情况下，O形圈可以依靠自身的弹性，直接密封。
如果压力增加，如B所示，O 形圈被推向密封槽的一侧，O形变形为D形，增加接触面压力，进行密封。
如果压力进一步提高，如C所示，从密封槽的游隙挤出，O形圈自身被损坏，破坏密封功能。
作为这种高压情况的应对措施，可以通过使用挡圈防止挤出。
图1.2.15表示随着工作压力的增加，O形圈的变形情况，如图1.2.15的D所示在压力6.3MPa{64kgf/cm 2}左右时，发生挤出。
E 作为高压用，使用了挡圈，O形圈即使因高工作压力而被推向一侧，也不会发生挤出。
因此，O形圈在工作压力6.9MPa{70kgf/cm 2}以上时应使用挡圈。
图1. 2. 14O 形圈的止漏原理技·制O形圈设计好的O形圈沟槽不承受压力时不承受压力时止漏状态止漏状态挤出压 力过大的压力图1. 2. 15因各压力而导致的O 形圈变化状况技·制压力使用了挡圈时模压密封圈(b)O 形圈的硬度、压力及游隙的关系在没有使用挡圈时，O形圈的挤出会明显影响O形圈的寿命。
从O形圈沟槽挤出的现象，主要是与游隙有关，此外，流体的压力、橡胶材质的硬度也是原因之一。
根据JIS B 2406-1991（O形圈安装沟槽部分的形状、尺寸）,规定如下。
(甲)运动用及固定用（圆筒面）的沟槽的游隙在使用状态下，当游隙（2g）小于表1.2.2的值时，不使用挡圈也可以，但是当超过表1.2.2的值时，应并用挡圈。
O形圈设计要点
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：
（一） O型圈的概述与密封原理
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，
二
个 挡 圈
R≤
0.4
0.7
0.8
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型圈的使用安装与泄漏
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
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 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=120o～ 140o
1 10 20 50
工作压力（往复运动， 往复速度≤ 0.2m/s ） 0.5 /Mpa
耐油O型橡胶圈设计(DOC)
四川化工职业技术学院高分子材料应用技术专业综合实训报告项目名称耐油O型橡胶圈设计实习班级高分子1431班学生姓名 xxx学号 14020211指导老师屈超陈勇目录1.实习内容 01.1项目简介 01.1.1 O型圈简介 01.1.2 O型圈配方 01.2生产工艺流程 (1)1.2.1 工艺流程图 (1)1.2.2 各生产工序介绍 (1)1.2.2.1 塑炼 (1)1.2.2.2 混炼 (2)1.2.2.3 硫化 (2)1.2.2.4 拉伸强度与扯断伸长率的测定 (3)1.3实训中遇到的问题 (4)2.实习总结 (5)3.谢辞 (7)1.实习内容1.1项目简介1.1.1 O型圈简介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。
1.1.2 O型圈配方1.2 生产工艺流程1.2.1 工艺流程图1.2.2 各生产工序介绍1.2.2.1 塑炼方法：薄通塑炼法工艺条件：温度为40～50℃时间为10min～15min辊速为16～20r/min步骤：a.接通电源，按照设备的正常操作进行，开车并进行空转。
b.调整开炼机的辊距，将辊温调至40～45℃，辊距调至4～5mm，将胶料靠近主动轮方投入连续破胶5min。
c.将辊距调至0.8～1mm，使用薄通塑炼破胶12次，其间可使用打卷的方式进行破胶。
d.将辊距调至10～12mm使用薄通塑炼，其薄通次数设为10～12次；e.再次塑2～3次，本次实训中，翻胶进行了2次，然后下片，将塑炼好的胶料放置料盘中冷却8～72h。
O形圈概述与设计
3.10
5.20
6.90
8.60
3.10
5.30
0.80
4.50
4.00
3.50
5.80
7.50
9.20
3.50
5.90
0.80
5.00
4.40
4.00
6.60
8.30
10.22
4.00
6.70
0.80
5.33 5.30
4.70
4.30
7.10
8.80
10.50
4.30
7.30
1.20
5.50
1.03
258
1.93
530
3.63
28
0.28
63
0.56
128
1.05
265
1.98
545
3.72
30
0.29
65
0.58
132
1.08
272
2.02
560
3.84
31.5
0.31
67
0.59
136
1.1
280
2.08
580
3.93
33.5
0.32
69
0.61
140
1.13
290
2.14
600
4.05
2.00
3.00
4.00
1.10
2.10
0.30
1.60 1.63
1.30
1.20
2.10
3.10
4.10
1.20
2.20
0.30
1.78 1.80
1.45
1.30
2.40
O型密封圈设计计算
O型密封圈的设计计算问题O形橡胶密封圈是一种断面形状为圆形的密封元件，它广泛用于多种机械设备中，在一定温度、压力及不同的液体或气体介质中起到密封作用，与其它密封圈相比，具有如下的优越性能：①、密封部位结构简单，安装部位紧凑，而且重量较轻。
②、有自密封作用，往往只用一个密封件便能完成密封效果。
③、密封性能好，用作固定密封时几乎没有泄漏，用作运动密封时，只在速度较高时才有些泄漏。
④、运动摩擦阻力很小，对于压力交变的场合也能适应。
⑤、尺寸和沟槽已标准化，成本低，产品易得，便于使用和外购。
一、O型密封圈选型设计准则:1) O型密封圈可视为易损件，在设计时要充分考虑它的安装位置,要利于拆装，因此它往往安装在轴或孔的端部附近，且入口处往往要倒距离较长的角度处理，可倒角为20°x2,或30°x2。
2) O型密封圈的规格要与对应的沟槽深度和宽度相匹配，以保证密封圈作为动密封时，与缸体孔壁之间的摩擦力为最小，且不影响密封的耐压，防渗漏等性能与效果，否则容易出现摩擦阻力过大，寿命下降，密封圈被易挤出沟槽，撕裂或相反过于松动、出现渗漏等恶劣效果。
3) 为了增强密封效果，可以在同一位置段，采用多个密封圈满足密封要求的方法。
4) 安装密封圈的轴和孔之间间隙要合理，必要时可以在沟槽中添加挡圈以保证密封圈的安装可靠性。
二、O型密封圈安装沟槽的深度和宽度设计根据国家标准进行沟槽的深度和宽度设计：1) 当以O型密封圈的外径为公称直径做选型参数时，沟槽标准为:GB1235-1976;2) 当以O型密封圈的内径为公称直径做选型参数时，沟槽标准为：GB/T3452.1-2005;3) 这两个标准分别在什么情况下用？注：什么时候可以按“1”标准选择密封圈沟槽尺寸呢？什么时候可以按“2”标准选择沟槽尺寸呢？当做径向密封时按“1”标准选择沟槽尺寸；所谓径向密封是指缸体孔直径一定时，在活塞或传动轴上安装密封圈的方式为径向密封。
汽车空调O型圈的设计和校核
科技视界Science &Technology Vision科技视界0前言汽车空调O 型圈价格便宜,制造方法较为简洁,易安装,功能完善,在汽车空调行业应用的范围较广。
而为了使O 型圈在空调系统密封中发挥出更加稳定、更加牢靠的作用,做好汽车空调O 型圈的设计和校核工作是非常有必要的。
1O 型圈的概述与密封原理1.1O 型圈概述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,即可用于静密封,也可用于动密封中。
不仅可单独使用,而且是很多组合式密封装置中的基本组成部分。
它的使用范围很宽,如材料和尺寸选择得当,可以满足各种介质和各种运动条件的要求。
1.2O 型圈密封原理O 型密封圈是一种挤压式密封,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。
1.3汽车空调O 型圈材料选择O 型圈的材料有很多,例如:天然橡胶(NR ),丁苯胶(SBR ),丁基橡胶(IIR ),但是,汽车空调O 型圈的材料是氢化丁腈胶(HNBR )。
氢化丁腈胶(HNBR )是丁腈胶在氢化后得到的物质,氢化丁腈胶(HNBR )与丁腈胶相比,耐温性、耐候性都更为理想。
氢化丁腈胶(HNBR )的温度范围是:-25摄氏度至150摄氏度。
氢化丁腈胶(HNBR )的抗磨效果、抗撕效果、抗张效果都很好,它在各种大气条件下的抵抗性都较好。
2汽车空调O 型圈的设计汽车空调O 型橡胶密封尺寸按照国家标准GB3452.1液压气动用橡胶密封圈尺寸系列设计,汽车O 型橡胶密封尺寸公差按照GB3452.1液压气动用橡胶密封圈尺寸公差标准设计。
2.1压缩率压缩率设计公式:压缩率=(O 型圈断面直径—沟槽深度)÷O 型圈断面直径×100%设计人员在设计压缩率的时候,要注意以下三点:a 、密封的基础面积要达到相关标准;b 、要尽量避免变形情况的发生;c 、摩擦力必须要控制在合理的范围之内。
O型密封圈设计流程
O型密封圈设计流程O型密封圈设计流程产品密封设计中，O型密封圈为常用的密封部件，但是有时存在密封失效的情况。
（见图1）图1 密封圈横断面及表面损伤密封失效的原因多种多样，使用过程中化学腐蚀、温度变化及机械应力作用等多种因素都可导致密封失效。
为保证O型圈密封效果满足使用要求，推荐其设计流程如下：1.确定O形圈类型按照负载类型，密封形式可分为两大类：静态和动态。
实际上，绝大多数密封应用本质上主要是伪静态或伪动态的。
没有振动运动的真正静态应用非常少见。
按照用途分为3种：固定密封用O型圈，往复运动密封用O型圈，旋转运动密封用O型圈。
按照密封方式分为径向密封和轴向密封2种。
为了避免此时出现问题，设计人员必须熟悉O形圈的工作环境的各个方面，从而确定对应密封圈类型。
2.确定密封介质类型在确定O形圈类型之后，下一步是根据密封的流体类型的合适材料类型。
通常，设计人员需要使用单个O形圈密封来平衡各种介质的相容性，考虑是否存在化学腐蚀或溶胀现象等。
具体适用情况见图2。
图2不同密封弹性体材料使用特性所选定弹性体材料在与工作介质接触后，必须只存在微小的性能参数变化（主要性能指标为抗张强度，体积，伸长率和弹性模量）。
为了成功选择O形圈，必须选择与其接触的所有介质均兼容的弹性体材料。
3.定义应用时间，温度和压力范围选择过程的下一步涉及应用程序的其他环境参数：温度，压力和时间。
密封设计需要综合考虑密封处的压力、温度、连续工作时间、运行周期等工作条件。
不论选择用于何种密封应用的弹性体材料，要考虑的最重要因素之一是使用温度范围。
图3罗列了主要弹性体在正常和极限（短期使用）温度范围内的性能。
图3 常用密封弹性体材料使用温度范围图3列出了常用密封弹性体材料及其工作温度性能。
根据设计所需的温度范围，可能需要在步骤2和3之间进行迭代过程以选择正确的密封弹性体材料。
另外由于压力差导致密封圈挤出（见图4）的情况时有发生。
图4 密封圈挤出示意图不同硬度的O形圈材料的挤出特性存在较大的差异（见图5）。
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O形密封圈的设计使用和故障处理大全
目录一、O形密封圈的密封原理 (2)1、用于静密封时的密封原理 (2)2、用于往复运动密封时的密封原理 (2)3、旋转运动用密封 (3)二、O形密封圈的材料选择 (3)1、O 形圈密封的设计原则 (5)1）压缩率 (5)2）拉伸量 (5)3）接触宽度 (5)2、O 形圈的设计 (6)3、O 形密封圈密封沟槽设计 (6)1）沟槽形状 (6)2）槽宽的设计 (6)3）槽深的设计 (7)4）槽口及槽底圆角的设计 (7)5）间隙 (7)6）槽壁粗糙度 (7)4、挡圈 (7)三、O形密封圈的使用、安装和故障分析处理 (8)1、O 形圈的使用 (8)2、O 形圈的安装 (9)3、O 形圈的保管 (9)4、O 形密封圈的故障和解决办法 (9)1）永久变形 (10)2）间隙咬伤 (11)3）扭曲现象 (11)4）磨粒磨损现象 (11)5）滑动表面对 O 形圈的影响 (12)6）摩擦力与 O 形圈的应用 (12)7）焦耳热效应 (12)四、O型密封圈综述 (12)一、O形密封圈的密封原理O 形密封圈简称O 形圈，是一种截面为圆形的橡胶圈。
O 形密封圈是液压、气动系统中使用最广泛的一种密封件。
O 形圈有良好的密封性，既可用于静密封，也可用于往复运动密封中；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。
它的适用范围很宽，如果材料选择得当，可以满足各种运动条件的要求，工作压力可从 1.333×105Pa 的真空到400MPa 高压；温度范围可从-60℃到200℃。
与其它密封型式相比，O形密封圈具有以下特点：1）结构尺寸小，装拆方便。
2）静、动密封均可使用，用作静密封时几乎没有泄漏。
3）使用单件O形密封圈，有双向密封作用。
4）动摩擦阻力较小。
5）价格低廉。
O 形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。
O型圈及其槽设计
O型圈及其槽设计O型密封圈及其槽的设计O形圈密封是典型的挤压型密封。
O形圈截面直径的压缩率和拉伸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形圈一般安装在密封沟槽内起密封作用。
O形密封圈良好的密封效果很大程度上取决于O形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。
密封装置设计加工时，若使O形圈压缩量过小，就会引起泄漏；压缩量过大则会导致O形密封圈橡胶应力松弛而引起泄漏。
同样，O形圈工作中拉伸过度，也会加速老化而引起泄漏。
世界各国的标准对此都有较严格的规定。
1、 O形圈密封的设计原则1）压缩率压缩率W通常用下式表示：W= (do-h)/do%式中 do——O形圈在自由状态下的截面直径（mm）h ——O形圈槽底与被密封表面的距离，即O形圈压缩后的截面高度（mm）。
在选取O形圈的压缩率时，应从如下三个方面考虑：a.要有足够的密封接触面积b.摩擦力尽量小c.尽量避免永久变形。
从以上这些因素不难发现，它们相互之间存在着矛盾。
压缩率大就可获得大的接触压力，但是过大的压缩率无疑会增大滑动摩擦力和永久变形。
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，要权衡个方面的因素。
一般静密封压缩率大于动密封，但其极值应小于30%(和橡胶材料有关），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 形圈密封压缩率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外压两种情况，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形圈的作用力方向是不同的，所以预压力设计也不同。
对于动密封则要区分是往复运动还是旋转运动密封。