O型密封圈设计流程
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。
从原理出发设计o型圈密封结构
从原理出发设计o型圈密封结构O型圈是一种常用的密封结构，具有简单、效果好等优点，被广泛应用于各种机械设备和工程项目中。
下面从原理出发，设计O型圈密封结构，并列出相关参考内容。
一、原理O型圈密封结构是利用O型圈的弹性变形，从而实现密封效果的。
当O型圈被置于密封槽内时，由于其材料的弹性特性，可以将两个相对运动的零件之间的缝隙填满，阻止介质泄漏。
其主要原理有两个方面：1. 压缩变形原理：O型圈的截面呈圆形，当被压缩时，圆形截面会变为椭圆形，使其填满密封槽与零件之间的缝隙，从而实现密封。
2. 弹性回复原理：O型圈的材料具有很好的弹性，当受到压缩后，可以使其恢复原状，继续保持在密封槽内，保持着密封效果。
二、设计步骤设计O型圈密封结构的步骤大致如下：1. 计算密封槽的尺寸：根据零件的尺寸和要求的密封效果，计算出适合的密封槽尺寸，包括槽宽、槽深等参数。
根据O型圈的尺寸和变形特性，确定密封槽与O型圈之间的间隙。
2. 选取合适的材料：根据工作条件（如温度、压力等），选择合适的O型圈材料，如硅橡胶、丁腈橡胶等。
同时考虑材料的弹性、耐化学腐蚀性等性能。
3. 设计密封槽结构：根据选定的O型圈和密封槽尺寸，设计合适的密封槽结构，如槽底的半径、圆角的半径等。
确保槽底与O型圈的接触面积能够满足密封要求。
4. 安装O型圈：将O型圈安装到密封槽内，确保其完整且不变形。
在安装过程中，可以使用润滑剂减少摩擦和磨损。
5. 测试密封效果：通过泄漏测试等方式，测试O型圈密封结构的效果，判断是否满足要求，并根据测试结果进行调整和改进。
三、相关参考内容在设计O型圈密封结构时，可以参考以下内容：1. 《密封技术手册》该手册详细介绍了各种密封结构的原理、设计方法和选材要点，包括O型圈的设计原则和计算方法。
2. 《机械设计手册》该手册中包含了密封结构的设计相关内容，可以参考其中的设计步骤和要点。
3. 相关行业标准和规范根据所涉及的行业和设备类型，可以查阅相关的标准和规范，如ISO标准、国家机械行业标准等，了解行业的要求和建议。
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型圈密封尺寸设计规范
contents
目录
• O型圈基础知识 • O型圈密封尺寸设计 • O型圈密封性能影响因素 • O型圈密封尺寸设计规范 • O型圈密封尺寸设计实例
01 O型圈基础知识
O型圈定义
总结词
O型圈是一种常见的密封元件，呈圆形截面，主要用于静态或动态密封。
详细描述
O型圈是一种环形橡胶密封件，通常由弹性材料制成，如橡胶或硅胶。其截面 呈圆形，可以根据不同的密封需求安装在各种形状的沟槽中，以实现密封效果。
工作压力与温度
要点一
总结词
工作压力与温度对O型圈的密封性能产生显著影响。
要点二
详细描述
随着工作压力的增加，O型圈受到的挤压力也相应增大， 有助于提高密封效果。然而，过高的压力可能导致O型圈 过度压缩，产生永久变形，影响其使用寿命。同时，温度 的变化也会影响O型圈的密封性能，高温会使O型圈软化 ，降低其耐压性能；而低温则可能导致O型圈硬化，同样 影响其密封性能。因此，在设计时需要充分考虑工作压力 与温度的影响。
总结词
确定工作压力、 温度和介…
选择O型圈材料
确定O型圈规格
设计密封槽
根据液压系统的工作压力 、温度和介质特性，选择 合适的O型圈材料和规格， 以确保密封性能和系统稳 定性。
了解液压系统的工作环境 ，包括工作压力、温度和 所接触的介质特性，以便 选择合适的O型圈材料和规 格。
根据工作环境的腐蚀性、 温度和压力等条件，选择 耐腐蚀、耐高温和耐高压 的O型圈材料，如丁腈橡胶 、氟橡胶等。
选择规格尺寸
根据密封要求和被密封件的特点，选择合适的O型圈规格尺寸。
确定公差范围
根据所选规格尺寸，确定合适的内径公差、截面直径公差和截面高度公差。
O形圈密封设计
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。
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%；平面密封装置取W=15%～30%。
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。
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形圈密封设计.pdf (
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：z要有足够的密封接触面积z摩擦力尽量小z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。
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%；平面密封装置取W=15%~30%。
O型圈密封结构设计
5.3 O型圈沟槽设计
5.4 O型圈沟槽槽口和槽底圆角设计： 槽口圆角：防止O型圈装配时出现割伤和刮伤。R=0.1～0.2 mm 过大，过小会出现什么情况？（挤出和割伤） 槽底圆角：防止出现应力集中， 动：R=0.1～1.0 mm ，静:R=d0/2 mm ，
5.5 O型圈沟槽表面粗糙度设计： 静密封：Ra=6.3～3.2， 动密封：Ra=1.6 ， 旋转密封：轴凹槽：Ra=0.4或更小。
Johnson Controls | January 2009
5.1 O型圈沟槽设计
5.2 O型圈沟槽深度设计： 槽深的设计决定O型圈的设计压缩量，沟槽深度加上间隙小于O型圈自由状态下O型圈的线径。 O型圈的压缩量由内径压缩量δ’和外径压缩量δ”构成。 δ’<δ”,O型圈安装时受压缩；拆卸时O型圈有弹跳；常用于旋转密封。 δ’= δ”,O型圈安装时未受压缩；最为常用。 δ’> δ”,O型圈安装时受拉伸；用于滑动密封，如活塞密封。
O型圈密封结构设计
1
O型圈密封结构设计
1、O型圈概述 2、O型圈密封原理和要求 3、O型圈材料特性及选择 4、O型圈密封的设计原则 5、O型圈密封沟槽设计 6、O型圈的性能 7、O型圈失效 8、O型圈的变形发展 9、O型圈生产制造 10、问题
Johnson Controls | January 2009
4.2 O型圈设计原则
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。
Bo
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
，可用下式计算
Bo=（1/(1-W)-0.6W）do （W取10%~40%）
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）。
O型圈密封设计
（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。
（二）压缩率现拉伸量日期：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。
O形圈设计指导
O形圈设计指导前言本指导手册大部分资料来自北密O型圈样本，本着便于大家交流学习的目的而编写，绝不用于商业目的。
特此声明！感谢网友“油菜”的大力支持并为此提供个人编纂的资料，本指导手册采用网友“油菜”的沟槽安装数据部分。
您可以自由传播本资料，但请不要修改！您可以引用本资料，但请注明引用出处！相互学习，在交流中进步，努力让中国制造更专，更精，更高！百镇-气力输送；一流（QQ：229335940；Email:ac123ac@）目录橡胶材料特性： (3)一丁腈橡胶（NBR） (3)二氢化丁腈橡胶（HNBR） (3)三氟橡胶（FKM） (3)四硅橡胶（VMQ）： (3)五三元乙丙橡胶（EPDM）： (3)六天然橡胶（NR） (3)七氯丁橡胶（CR） (3)八丙烯酸酯橡胶（ACM） (3)常见橡胶使用温度范围： (4)胶料的化学物理性能： (5)一耐介质性能（含图表） (5)二硬度： (6)三压缩变形： (6)四拉伸强度 (6)五扯断伸长率 (6)六脆性温度 (6)七热空气老化性能 (6)O形圈： (6)一O形圈的特点： (6)二O形圈的密封类型和结构 (7)三O形圈材料标准： (8)四O形圈的密封 (9)五O形圈尺寸系列标准 (14)六O形圈的失效原因与对策 (18)七O形圈的安装与贮存 (18)橡胶材料特性：橡胶材料主要是指各种橡胶生胶（也叫聚合物、弹性体），它决定胶料的性能、工艺和成本。
橡胶材料主要有两个来源：一是从天然植物中提取制备的即天然橡胶，二是人工合成橡胶。
橡胶密封件应用较多的橡胶有以下几种：一丁腈橡胶（NBR）：使用温度为-30℃~+110℃，具有优异的耐油性。
耐磨、耐老化、耐热、耐水、耐气透等性能也较好。
但弹性、耐寒性、电绝缘性较差。
丁腈橡胶广泛应用于耐油橡胶制品，如O形圈、油封、各种密封垫圈等。
但对于有较高的耐热、耐寒或压缩永久变形要求的制品，比没有这些要求的制品成本高20~50%。
二氢化丁腈橡胶（HNBR）：使用温度：-30℃~+150℃，耐热性、耐汽油性、耐臭氧性、耐磨性和物理性能均优于NBR。
O形圈密封与槽的设计
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。
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%；平面密封装置取W=15%~30%。
O型密封圈设计计算
O 型密封圈设计计算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。
1．压缩率压缩率W 通常用下式表示：W=（d 0-h）/d 0×100%式中d 0-----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%。
O-RING密封设计规范及压缩量计算模板
3.轴用密封：也称基孔性密封是指O形圈的安装槽在轴上的密封4.孔用密封：也称基轴性密封是指O形圈的安装槽在孔上的密封一、目的为五金研发部的人员提供设计指导，减少设计上的失误二、范围本设计规范适用于压力条件在35kgf/c㎡(3.5MPa)以下使用O型圈密封的密封设计五、工作原理O型圈密封设计规范三、定义1.静态密封：是指O形圈的表面与其接触面处于静止状态的密封第1页 共4页2.动态密封：是指O形圈的表面与其接触面有产生相对磨擦现象的密封 工作原理：O形密封圈是一种自动双向作用的密封元件，O形圈装入密封沟槽后,其径向和轴向方向受到外界压力的作用下,其截面产生一定量的压缩变形,封闭需密封的间隙,达到密封的目的(如图一).6.对称性密封：是指O形圈的表面与其周围接触面所受作用力均匀的密封7.不对称性密封：是指O形圈的单边在外界的作用力下,使得孔与轴的中心线产生偏心现象的密封四、分类按密封形式可分为(如下图):1、按负载可分为静态密封和动态密封；2、按密封用途可分为轴用密封(基孔性密封)、孔用密封(基轴性密封)和旋转轴密封(螺纹性密封)；3、按其安装形式又可分为径向密封和轴向密封；4、若单边在外界的作用力下,使得孔与轴的中心产生偏心现象,这种条件下的密封,称为不对称性密封.5.螺纹性密封：是指O形圈安装在螺纹退刀槽上的密封表一：单位:mm表二：第2页 共4页九、O-RING槽设计尺寸d为 轴的直径d1为 基孔制中轴的密封槽小径d2为 基轴制中孔的密封槽大径b为 槽深D为 孔的直径ID为 O-RING的内径CS为 O-RING的线径a为 槽宽1、O-RING与O-RING槽过盈配合设计：要保证密封的良好，O形槽的轴径与O形圈的内径必须有一定的过盈，即O-RING与轴过盈配合O-RING产生延伸，且O-RING延伸百分率(ST)以15%为最佳值，范围可在±5%之间：基孔制中O-RING延伸率百分数(ST)的计算公式为: ST = [(d1 - ID)/ID]*100% ID=d1/1.15式中，d1为装O-RING的槽轴径，ID为O-RING的内径例如：d1=10，ST=15%，则ID=10-15/100*ID=8.695基轴制中O-RING延伸率百分数(ST)的计算公式为: ST = [(d - ID)/ID]*100% ID=d/1.15例如：d=10，ST=15%，则ID=10-15/100*ID=8.695六 、水暖行业常用O型圈材质及其特性八、硬度的选取 O形圈具有圆截面环状的特征。
O形圈密封与槽的设计
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形圈的径还是外径又分受压和外压两种情况，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。
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%；平面密封装置取W=15%~30%。
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。
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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）。
如果密封两端的压差很大，则需要增加硬度。
在选择的这一点上，根据应用程序的具体情况，可能需要在步骤1和3之间进行迭代。
图5提供了这方面的一些指导方针。
为避免O形圈过早失效，设计人员应制定一些激进（但现实）的使用寿命目标。
图5 密封圈挤出极限
*曲线依据：从零到最大压力，以60 / min的速率进行100,000次压力循环；最高温度为160°F；没有备用密封圈；总径向间隙包括由于压力引起的气缸膨胀；合理的安全系数，以允许出现锋利的边缘，其他缺陷和更高的温度。
4.根据应用类型（界面，径向，静态，动态等）确定合适的O形圈尺寸。
到目前为止，问题已涉及O形圈的操作环境，下一步需确定哪种特定尺寸的O形圈最适合。
可参照相应标准选择对应尺寸O型圈，常用标准有ISO 3601-1、日标JIS B 2401、国标GB/T3452等。
标准例如日标JIS B 2401对负载类型进行分类，分别设定JIS P系列、JIS G系列、JIS V系列（见图6），分别对应动态密封（P）、静态密封（G）及真空密封（V）。
图6JIS B 2401适用范围规定
国标GB/T 3452 中对用途同样进行了限定（见图7）。
图7 GB/T 3452适用范围规定
故针对不同应用类型的密封圈要根据标准规定的其对应系列选择合适的尺寸。
5.设计计算
对于每个O形圈应用，设计人员必须关注三个重要的设计计算：压缩百分率，压缩百分比拉伸（如果适用）和体积/空隙比。
同样，对于大多数标准硬件尺寸，这些计算都以表格形式列出，因此不需要进一步的计算。
但是，如果密封圈尺寸为定制的，则将需要这些计算。
O形圈尺寸计算不正确或不满足指标要求很可能会导致后期运行过程中出现泄漏情况。
6.试验测试（如果有必要）
在当今严峻的工程环境中，进行试验测试将导致时间成本及经济成本的增加。
时间限制通常不允许通过试验验证选择是否正确。
但试验测试环节将为的O形圈选择提供了最大的安全保证。
通过执行以上步骤，设计人员应该具有一个思维框架，按照该框架可以有效进行O形圈的选择。
每个步骤的细节都可能超出本文的范围，但在选择O形圈密封件时，可以提供足够清晰的思路，上述步骤都将是可靠且完整的。