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发表于 2009-11-28 15:24:51
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来自： 中国山东济南
O形密封圈概述: A' J4 w3 ~* l! B) Z
一、概述
2 N H1 j/ n: K* r: O0 ^4 ]特点% c$ _5 L, q1 \( q& a: R0 o1 v
O形密封圈由于它制造费用低及使用方便，因而被广泛应用在各种动、静密封场合。- _3 D* o! O1 _0 Z$ Z
标准
4 S. @1 n! F L) |* m$ o 大部分国家对O形密封圈都制定系列产品标准，其中美国标准（AS 568）、日本标准（JIS B 2401）、国际标准（ISO 3601/1）较为通用。
" t# `8 {* K: G' D7 G& L u' {$ m表1 O型圈标准一览表. g) j+ o! Y9 J0 t6 K
标准 O型圈截面直径W
: p: E Z$ F' w/ y" |% c+ u
0 U; L* E0 e0 s* K1 D# d美国标准 AS 568
0 H2 ]! S% C a* b英国标准 BS 1516 1.78 2.62 3.53 5.33 7.00 ' U3 v* @4 L/ q( T7 i* X
日本标准 JIS B 2401 1.9 2.4 3.1 3.5 5.7 8.4 5 |6 ^/ P, v0 [' P6 C
国际标准 ISO 3601/1
0 o+ O3 M. O0 N! E! L l5 i德国标准 DIN 3771/1+ s6 M9 [ i; n# W, N$ j& w
中国标准 GB 3452.1 1.8 2.65 3.55 5.30 7.00
9 n4 N, ]4 t9 n! ?优先的米制尺寸 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
) z" W b8 U/ N2 D3.5 4.0 4.5 5.0 5.5
$ @4 { Z$ N4 U# q: q; `6 V2 P6.0 7.0 8.0 10.0 12.0 ; c! L' u3 g P7 S, u, Z% k
美国标准AS 568（900系列） 1.02 1.42 1.63 1.83 1.98
, Z6 D$ a! F2 B2.08 2.21 2.46 2.95 3.00
+ c3 l8 G: l, o$ ~密封机理1 w* g# j; n) y: m9 B- ^! Y! F0 L
O形密封圈是一种自动双向作用密封元件。安装时其径向和轴向方面的预压缩赋与O形密封圈自身的初始密封能力。它随系统压力的提高而增大。! m" k% g3 _8 ?) f
% s ~0 \% {( J! _性能参数
% K. @ n4 X: P3 h1 W 静态密封 动态密封
& I7 U `1 l% W; ]% a0 w# |工作压力 无挡圈时，最高可达20MPa；
9 V* G: X/ {+ w q8 D/ b# g有挡圈时，最高可达40MPa；) T% {# _: ~' x
用特殊挡圈时，最高可达200MPa。 无挡圈时，最高可达5MPa；
3 `; W" q3 d9 W8 t4 A有挡圈时，较高压力。. G' i: @( a8 y7 F- H
运动速度 最大往复速度可达0.5m/s，最大旋转速度可达2.0m/s。- U/ R% o& P8 r" t0 V
温度 一般场合：-30℃～+110℃；特殊橡胶：-60℃～+250℃；旋转场合：-30℃～+80℃
! t- A& c: C- n, [, X7 p2 M+ f u介质 见《橡胶密封件原料特性表》。0 q* T0 _) a" T
二、O形密封圈选择应考虑的因素6 F: t( [& `/ u6 Q' I e( C
1、工作介质和工作条件
0 U/ |! [% c+ j 在具体选取O形圈材料时，首先要考虑与工作介质的相容性。还须综合考虑其密封处的压力、温度、连续工作时间、运行周期等工作条件。若用在旋转场合，须考虑由于摩擦热引起的温升。不同的密封件材料，其物理性能和化学性能都不一样，见《橡胶密封件原料特性表》。1 a. E3 X2 ]! Y
2、密封形式0 M8 ?- j" j0 x2 X, Q8 _* U% J
按负载类型可分为静密封和动密封；按密封用途可分为孔用密封、轴用密封和旋转轴密封；按其安装形式又可分为径向安装和轴向安装。径向安装时，对于轴用密封，应使O形圈内径和被密封直径d2间的偏差尽可能地小；对于孔用密封，应使其内径等于或略小于沟槽的直径d1。
6 ?1 I0 W7 B; k, g& o1 ?% i! G6 e& e4 y0 a& {
9 i* L4 h* d9 q$ D1 w& k* {
轴向安装时，要考虑压力方向。内部压力时，O形圈外径应比沟槽外径d3约大1～2%；外部压力时，应使O形圈内径比沟漕内径d4约小1～3%。/ ]9 c' V0 F$ l$ k' G, d8 i) q
) K1 _- s, ^2 C% b' k
三、影响密封性能的其它因素; ]" s5 S( i3 R% \4 \1 m+ o
1、O形圈的硬度1 Y& g6 S# \7 [: j8 m+ H
O形圈材料硬度是评定密封性能最重要的指标。O形圈的硬度决定了O形圈的压缩量和沟槽最大允许挤出间隙。由于邵氏A70的丁腈密封都能满足大部分的使用条件，故如对密封材料不作特殊说明，一般提供邵氏A70的丁腈橡胶。/ Y2 |$ P) J) t0 ]2 G: l3 o+ k7 }
2、挤出间隙6 J; I* B2 k3 w, g5 k9 `
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。
$ I; _3 Y% C. Y/ Y8 b. [3、压缩永久变形
z6 ~' O& Q0 s 评定O形圈密封性能的另一指标即所选材料的压缩永久变形。在压力作用下，作为弹性元件的O形圈，产生弹性变形，随着压力增大，也会出现永久的塑性变形。压缩永久变形d可由下式确定：
1 h% ?( @6 ^$ O% e4 W7 j9 P b0-b2
, I5 Q" k4 V; e0 @% c6 X0 {- vd=————-×100%% u% j1 V- k, W9 S6 U& h
b0-b1
9 f' S1 ` V. O" O i/ c; ^. G式中：b0-原始厚度（即截面直径W）- ~& O% t. v+ }1 b7 n
b1-压缩状态下的厚度
@7 Y8 N, E, a1 ^0 { b2-释放后的厚度
, y2 P. e4 C5 {) e7 z 通常，为防止出现永久的塑性变形，O形圈允许的最大压缩量在静密封中约为30%，在动密封中约为20%。5 B. S3 [) Y4 t$ A+ K; I8 f
表2 最大允许挤出间隙gmax2 P( ?# |5 k! U. p8 P
压力( X5 Y1 n' c' {
MPa O形圈截面直径W ' O' K) w; L9 O- g% P* J
1.78 2.62 3.53 5.33 7.00# p: I2 }# x. X* w- Z$ ]
邵氏硬度A70
1 p! K8 \; \# [+ Y$ W! O≤3.50 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15
2 y/ e2 s& b+ h/ D, D, z: K≤7.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10
8 Z9 o- Z9 J M$ Z1 n( n8 T≤10.50 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08
" r0 ^8 i2 U3 r2 ^7 z# \邵氏硬度A80
0 g U& q2 F) c1 J7 J9 j/ M≤3.50 0.10 0.13 0.15 0.18 0.20
" d9 n( o) P' ?7 r≤7.00 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15
% B2 v. \' T5 Z( w≤10.50 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10/ F1 [% f3 O7 y% @& ~
≤14.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08
) q" q/ {. K- m7 \. Z" [≤17.50 0.02 0.02 0.03 0.03 0.041 W: |! z! u9 c8 C
邵氏硬度A90
3 u8 R6 I3 \1 Q. _& \# H! O≤3.50 0.13 0.15 0.20 0.23 0.25
. Y( J. J C, Q7 J* m# Q q1 S≤7.00 0.10 0.13 0.15 0.18 0.204 ~0 v* M j% X
≤10.50 0.07 0.09 0.10 0.13 0.15
/ r, r; F! ~8 m3 T0 \( R8 G≤14.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.100 N9 C7 E9 O2 h2 v( L9 n. e
≤17.50 0.04 0.05 0.07 0.08 0.093 w" Y9 O) P W9 \% o) o
≤21.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08 t& ?1 S4 N- y7 y5 ?" x v
≤35.00 0.02 0.03 0.03 0.04 0.04* G3 B7 e3 y9 o1 {3 M9 b( P3 L5 ~
※ 当压力超过5MPa时，建议使用挡圈。' o. G! P& W5 @0 |, D0 _7 J
※ 对静密封应用场合，推荐配合为H7/g6。
5 x% b" l1 _0 s2 n. C* q9 G8 J ! a2 m! n+ F/ S8 ]
4、预压缩量
2 A- g2 k) j5 N; m! ~7 z, v O形圈安装在沟槽里，为保证其密封性能，应预留一个初始压缩量。对于不同的应用场合，相对于截面直径W的预压缩量也不同。! p) l7 m- d' {$ K) [- K
通常，在静密封中约为15%-30%，而在动密封中约为9%-25%。具体可参照下述图表选择。
8 A; n3 H% E. m8 m" M
' u) ]$ n2 U2 ?& j% O, p, T液压-气动-静密封: j5 z- J+ L3 i. z" v6 K* m5 e
预压缩允许范围 8 ?' O( _9 b$ M+ y) E
液压-动密封1 R) D9 {# c! @' x7 [8 A9 A+ y+ D
预压缩允许范围 ' `( ^5 y3 G! k8 t8 V1 J9 L
# O3 K3 y0 x! d
气动-动密封 y0 o) f( _: r( N
预压缩允许范围 ! ?" l1 \% j" ^1 M7 Y( J0 u' J) U3 {
和材料有关的O形圈* W! Q: T! h; P E5 k. L7 W
圆周方向的压缩力
, k7 h* U( t6 \9 q+ A5、拉伸与压缩
9 k# I5 Q2 J1 i- e* c( j" D 将O形圈安装在沟槽内时，要受到拉伸或压缩。若拉伸和压缩的数值过大，将导致O形圈截面过度增大或减小，因为拉伸1%相应地. F: }3 i* E! i# x
使截面直径W减小约0.5%。对于孔用密封，O形圈最好处于拉伸状态，最大允许拉伸量为6%；对于轴用密封，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%。$ l% T8 h* z' ?8 v, K; E/ N1 r- G
6、O形圈用作旋转轴密封1 |4 k: D% P. m2 R. g- z
O形圈也可用作低速旋转运动及运行周期较短的旋转轴密封。当圆周速度低于0.5m/s时，O形圈选择可按正常设计标准；当圆周速度大于0.5m/s时，须考虑拉长的橡胶圈受热后会收缩这一现象，故选择密封圈使其内径比起被它密封的轴径约大2%，上述现象就可以避免。密封圈在沟槽中安装后，导致密封圈受到径向压缩，O形圈圈在沟漕中形成微量波纹状，从而改善了润滑条件。
5 |$ |8 Z6 N/ x7、安装压缩力
4 a1 G: y8 |9 r7 J 安装时，压缩力跟初始压缩的程度和材料硬度有关，图示为每厘米密封周长上的单位压缩力和截面直径间的关系，用以估算安装O形圈时所需的总力大小。 |
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发表于 2009-11-20 09:23:46
