O型圈密封的设计
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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。
表1. 2. 2不使用挡圈时的直径游隙（2g）的最大值
技·制
压力
单位mm
注(1)弹簧硬度，根据JIS K 6301的5.2.2的A 型（JIS A）决定。
参考：B 2406-1991解说引用游隙
O形圈从沟槽部位的挤出，主要与游隙（2g）有关，此外，还受流体压力、橡胶材料的硬度的影响，游隙的极限如表1.2.2所示。
O形圈从沟槽部位挤出的游隙极限值如表1.2.2中给出的是实验性的值。该数值，在日本作为参考值毫无问题地被使用至今。
表1.2.2的压力范围，是根据ISO 3322中使用的液压相关的压力等级而给出的，关于支持其它压力的实际游隙极限值的具体情况，如解说图（图1.2.16）中所示，可以参考并计算得出。
O 形圈的硬度
（弹簧硬度Hs）
(1)
游隙（2g）使用压力
以上
以上
以上
以上
图1. 2. 16O 形圈的挤出极限曲线技·制
流体压力
参考（纯PTFE挡圈）
有挤出现象
无挤出现象
肖氏硬度 A
最大直径游隙
备注
1.试验条件
①未使用挡圈。
②因流体压力而导致的气缸膨胀为0。
③从0至图示压力，以150转/分的转速旋转10万转后的结果。
2.当考虑到因流体压力而导致气缸膨胀时，必须采用图中值的75%以下的游隙。
模压
密封圈(c )O 形圈的压缩量与压缩力的关系
图1. 2. 17O 形圈截面技·制
图1. 2. 18O 形圈的压缩量与
压缩力
技·制
技·制
技·制
技·制
技·制
O形圈
中心直径
压缩量（%）
肖氏硬度A 50
中心圆周（中心直径×π）单位长度的压缩力（kg/mm）
压缩量（%）
肖氏硬度A 50
中心圆周（中心直径×π）单位长度的压缩力（kg/mm）
压缩量（%）
中心圆周（中心直径×π）单位长度的压缩力（kg/mm）
压缩量（%）
肖氏硬度A 50中心圆周（中心直径×π）单位长度的压缩力（kg/mm）压缩量（%）
中心圆周（中心直径×π）单位长度的压缩力（kg/mm）
肖氏硬度
肖氏硬度
图1. 2. 20O 形圈的压缩量与
压缩力
图1. 2. 22O 形圈的压缩量与
压缩力
图1. 2. 19O 形圈的压缩量与压
缩力
图1. 2. 21O 形圈的压缩量与压
缩力
(d)华尔卡O形圈的规格
规格
种类
按材料区分按用途区分一般矿物液压油用
燃料用
动植物油用
耐热用
耐热耐油用
制冷液用
一般机器用汽车用航空用
华尔卡SG规格(1)
1种A
1种B
2种
3种
4种C
4种D
P（运动用）
G（固定用）
V（真空用）
ISO(一般工业用)
丁腈橡胶（NBR）
丁腈橡胶（NBR）
氟橡胶（FKM）
氟硅橡胶（FVMQ）
丙烯橡胶（EPDM）
丁二烯橡胶（SBR）
硅橡胶（VMQ）
氟橡胶（FKM）
丙烯酸橡胶（ACM）
固定用
1种A
2种
3种
4种C
4种D
4种E
5种
运动用
固定用
丁腈橡胶（NBR）
丁腈橡胶（NBR）
氟橡胶（FKM）
氟硅橡胶（FVMQ）
丙烯橡胶（EPDM）
丁二烯橡胶（SBR）
硅橡胶（VMQ）
氟橡胶（FKM）
运动用
固定用
注(1)华尔卡 SG系列，是适应设备小型化的需求，特别将线径较细的O形圈系列化而成。