O型圈知識(shí)分享

1、廣州加士特密封技術(shù)有限公司廣州加士特密封技術(shù)有限公司0-Ring技術(shù)交流技術(shù)交流 王志基王志基2011-03-280-Ring技術(shù)交流技術(shù)交流一、密封基理一、密封基理二、二、 0-Ring材料材料三、三、 0-Ring標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)四、設(shè)計(jì)建議四、設(shè)計(jì)建議1、壓縮率與容積率、壓縮率與容積率2、預(yù)拉伸率和預(yù)壓縮率、預(yù)拉伸率和預(yù)壓縮率3、工作壓力、間隙、材料硬度、擋圈、工作壓力、間隙、材料硬度、擋圈4、 導(dǎo)入倒角導(dǎo)入倒角五、失效形式五、失效形式一、密封基理一、密封基理 橡膠密封圈可以被想象成不可壓縮的，具有很高表面張力的“高粘度流體”。不論是受周圍機(jī)械結(jié)構(gòu)的機(jī)械壓力作用，還是受液壓流體傳遞的壓力作用，這

2、種“高粘度流體”在溝槽中“流動(dòng)”，形成“零間隙”，或者說阻止了被其密封的流體的流動(dòng)。橡膠的彈性補(bǔ)償了制造和配合公差，其材料內(nèi)部的彈性記憶是維持密封的重要條件。 裝入溝槽 受到系統(tǒng)壓力 0形圈擠出 0形圈失效一、密封基理一、密封基理1、O形圈安裝后，未施加系統(tǒng)壓力。此時(shí)O形圈受溝槽的機(jī)械壓力，其截面已不是圓形，它關(guān)團(tuán)了流體的通道。2、在系統(tǒng)壓力作用下， O形圈被迫擠向（但未擠進(jìn)）配合面之間的狹窄間隙，從而獲得了更大的接觸面積和密封應(yīng)力。3、 O形圈所受壓力達(dá)到了它的壓力極限，有一小部分密封材料被擠進(jìn)了溝槽間隙。4、進(jìn)一步加大系統(tǒng)壓力，密封件的表面張力已不足以阻止“流動(dòng)”，材料擠出到間隙中，導(dǎo)致O

3、形圈啃傷失效。二、二、 0-Ring材料材料三、三、 0-Ring標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)四、設(shè)計(jì)建議四、設(shè)計(jì)建議1、壓縮率與容積率、壓縮率與容積率 O形圈安裝在溝槽里，為保證其密封性能，應(yīng)預(yù)留一個(gè)初始?jí)嚎s量。壓縮量過小則會(huì)直接導(dǎo)致泄漏，壓縮量過大除了會(huì)增大摩擦力外還會(huì)導(dǎo)致材料的壓縮永久變形壓縮永久變形。對(duì)于不同的應(yīng)用場(chǎng)合，相對(duì)于截面直徑的預(yù)壓縮量也不同。液壓往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封：12%20%（派克）；16%25%（國標(biāo)）旋轉(zhuǎn)密封：3%10%氣動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封：10%18% （派克）；12%22% （國標(biāo)）氣液軸向靜密封(端面密封)：18 %27% （派克）；18%29% （國標(biāo)）氣液徑向靜密封： 17%27% （派克

4、）；17%27% （國標(biāo)）四、設(shè)計(jì)建議四、設(shè)計(jì)建議軸向靜密封四、設(shè)計(jì)建議四、設(shè)計(jì)建議四、設(shè)計(jì)建議四、設(shè)計(jì)建議容積率容積率是指密封件體積占溝槽體積的百分比。 O形圈密封的容積率一般為70%80%。為什么不是100%或者更多？1、O形圈裝入溝槽后，承受一定的壓縮，而橡膠材料本身是不可壓縮的，所以應(yīng)有容納O形圈形變部分的空間。2、處于油液中的O形圈，除了存在由于油液的浸泡而可能引起的橡膠材料的膨脹外，還有可能存在隨著液體工作溫度的升高，而引起橡膠材料的膨脹現(xiàn)象，所以溝槽必須留有一定的余量。3、在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，能適應(yīng)O形圈可能產(chǎn)生的輕微的滾動(dòng)現(xiàn)象，如果O形圈截面填滿了溝槽的截面，那么運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦阻力將會(huì)

5、特別大， O形圈無法滾動(dòng)，同時(shí)引起嚴(yán)重的摩損。但溝槽也不能太寬，因?yàn)闇喜圻^寬時(shí)O形圈的游動(dòng)范圍很大，也容易造成O形圈的磨損。四、設(shè)計(jì)建議四、設(shè)計(jì)建議2、預(yù)拉伸率和預(yù)壓縮率、預(yù)拉伸率和預(yù)壓縮率 將0形圈安裝在溝槽內(nèi)時(shí)，要受到拉伸或壓縮。若拉伸和壓縮的數(shù)值過大，將導(dǎo)致0形圈截面過度增大或減小，因?yàn)槔煲驗(yàn)槔?%相應(yīng)地使相應(yīng)地使截面直徑減小截面直徑減小0.5%。對(duì)于孔用密封， 0形圈最好處于拉伸狀態(tài)，最大允許拉伸量為6%，對(duì)于軸用密封， 0形圈最好延其周長方向受壓縮，最大允許周長壓縮量為3%，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)密封在選取壓縮時(shí)必須要考慮焦耳熱效應(yīng)焦耳熱效應(yīng)，一般來說，旋轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)用的O形圈的內(nèi)徑要比軸徑大3%5

6、%，外徑的壓縮率為3%8%。 焦耳熱效應(yīng)：焦耳熱效應(yīng)：是指處于拉伸狀態(tài)的橡膠受熱產(chǎn)生收縮的現(xiàn)象。主要發(fā)生在旋轉(zhuǎn)密封場(chǎng)合。 拉伸狀態(tài)的作用：拉伸狀態(tài)的作用：在安裝O形圈時(shí)，為了使它在密封溝槽內(nèi)不產(chǎn)生竄動(dòng)，在用作往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封時(shí)，不產(chǎn)生扭曲現(xiàn)象，一般使它處于某種程度的拉伸狀態(tài)。四、設(shè)計(jì)建議四、設(shè)計(jì)建議國標(biāo)的預(yù)拉伸率和預(yù)壓縮率如下：四、設(shè)計(jì)建議四、設(shè)計(jì)建議3、工作壓力、間隙、材料硬度、擋圈、工作壓力、間隙、材料硬度、擋圈 最大允許擠出間隙和系統(tǒng)壓力、O形圈截面直徑以及和材料的硬度有關(guān)。通常，工作壓力越高，最大允許擠出間隙取值越小，如果間隙超過允許值，就會(huì)導(dǎo)致O形圈被擠出損壞。一般情況下，一般情況下，

7、O形圈性能參數(shù)如下：形圈性能參數(shù)如下：四、設(shè)計(jì)建議四、設(shè)計(jì)建議工作壓力、單邊間隙、材料硬度之間的關(guān)系可參考如下數(shù)據(jù):四、設(shè)計(jì)建議四、設(shè)計(jì)建議四、設(shè)計(jì)建議四、設(shè)計(jì)建議四、設(shè)計(jì)建議四、設(shè)計(jì)建議4、導(dǎo)入倒角、導(dǎo)入倒角 正確的溝槽設(shè)計(jì)可以從一開始就消除可能的損傷和密封失效。由于O形圈安裝時(shí)受擠壓，所以設(shè)計(jì)O形圈導(dǎo)入過程中接觸的零件時(shí)，必須要有規(guī)定的倒角和圓角四、設(shè)計(jì)建議四、設(shè)計(jì)建議五、失效形式五、失效形式1、安裝損傷；2、密封件卷曲；描描 述：述：密封件明顯呈現(xiàn)卷曲 情況。造成原因：造成原因：溝槽尺寸不均勻，溝 槽表面粗糙，潤滑不 足。五、失效形式五、失效形式扭曲現(xiàn)象：扭曲現(xiàn)象：扭曲是指O形圈沿周向發(fā)

8、生扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，扭曲現(xiàn) 象一般發(fā)生在動(dòng)密封狀態(tài)。O形圈如果裝配妥善，并且使 用條件適當(dāng)，一般不大容易在往復(fù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下產(chǎn)生滾動(dòng)或扭曲。 引起扭曲損傷的原因很多，其中最主要的是由于活塞、活塞桿和缸筒間隙不均勻、偏心過大、 O形圈斷面直徑不均勻等造成，由于O形圈在一周多受的摩力不均勻， O形圈的某些部分摩擦過大，發(fā)生扭曲。通常，斷面尺寸較小的O形圈，容易產(chǎn)生摩擦不均勻，造成扭曲。五、失效形式五、失效形式3、壓縮永久變形、壓縮永久變形；描描 述：述：密封件接觸表面呈現(xiàn) 平面永久變形造成原因：造成原因：壓力過大；溫度過高； 材料沒有完成硫化處 理；材料本身永久變 形率過高。五、失效形式五、失效形式4、擠出、間隙咬傷；、擠出、間隙咬傷；描描 述：述：密封件有粗糙破爛的 邊緣，一般通常在壓 力低的一側(cè)。造成原因：造成原因：間隙過大，壓力過大， 材料硬度或彈性太低， 溝槽空間太小，間隙 尺寸不規(guī)則。五、失效形式五、失效形式5、磨損、磨損描描 述：述：密封件全部或部分密 封區(qū)域產(chǎn)生磨損，可 在密封表面找到材料 磨損的顆粒。造成原因：造成原