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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- g3 Y9 R6 x/ h( `! w1 f# v
一、概述
. j6 z$ }- ]0 E* M5 G, x特点
2 X5 m, T( f4 M4 R. p% T! e- d" I 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。9 U; n* G: V% \; s, f/ X3 O
标准
7 {7 y( H9 r* w' {- H 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。
- f; i9 R' k# R; K- ]表1 O型圈标准一览表
! O( G- t4 N- Q标准 O型圈截面直径W
1 U* ^4 O4 C( J4 L9 S! i, u$ K9 i+ V, ?9 r. o
美国标准 AS 568+ P+ w. g" ]& x, n8 ?
英国标准 BS 1516 1.78 2.62 3.53 5.33 7.00 , k R G3 U8 u* y* v/ `0 M
日本标准 JIS B 2401 1.9 2.4 3.1 3.5 5.7 8.4
% X0 _/ s% }# y* [) ?9 Y国际标准 ISO 3601/1+ K% r& r j" H4 o
德国标准 DIN 3771/1( V8 v3 Q/ G! \9 R) u( h: g" ~
中国标准 GB 3452.1 1.8 2.65 3.55 5.30 7.00
% r% i4 u( I; l: ?3 u8 ]8 J' |优先的米制尺寸 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0# z! C# c" {# ]& x% ^
3.5 4.0 4.5 5.0 5.5/ {7 I) A ~' |
6.0 7.0 8.0 10.0 12.0
& ^8 w4 S& _6 }7 F美国标准AS 568（900系列） 1.02 1.42 1.63 1.83 1.98- i! ^: ]7 Y0 R; Y& x
2.08 2.21 2.46 2.95 3.00
; C1 R6 c6 C6 D; \) t! Y g密封机理
$ A: X! v* ~( S2 m) q4 \( G 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。
' N2 e8 Y. d0 @0 T 5 y$ h0 d) i5 a# ?* i4 q
性能参数
" ?- h9 k- T9 `% J8 P 静态密封 动态密封" J( u1 w) \( w$ _8 v9 H. w& ]
工作压力 无挡圈时，最高可达20MPa；
3 { \% R$ c- h7 n2 k+ d( q有挡圈时，最高可达40MPa；
9 _2 G. Q0 U- Z2 A# B用特殊挡圈时，最高可达200MPa。 无挡圈时，最高可达5MPa；* j5 p8 Y2 e' S, h, z* U- i% B
有挡圈时，较高压力。
: ?0 D8 S$ S! k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。
0 N( u( p2 R1 G1 f6 B8 S0 \温度 一般场合：-30℃～+110℃；特殊橡胶：-60℃～+250℃；旋转场合：-30℃～+80℃7 f, `2 v9 o: F2 ]/ p- m6 B
介质 见《橡胶密封件原料特性表》。
1 @0 t, ]" q9 g$ @2 z8 a二、O形密封圈选择应考虑的因素
. T1 b% F+ o% E, c* M& {% u7 o- e: V1、工作介质和工作条件
. g$ U3 v6 s! h- V 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》。. m$ t7 v4 Y5 Y3 W$ i% q
2、密封形式
2 C% F: |" L+ e! {( }: `, V& E: q 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。" t7 V: [( @& i$ |2 r" q' R9 d
: ?* N+ v# p: O! H( l
0 I' T0 z/ w* I: e$ B+ |& D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%。% p" ~& \1 r% ]) D
1 @* U% }+ K7 k三、影响密封性能的其它因素( |9 N# x, ?$ A4 L1 ^
1、O形圈的硬度
' `, h& m# U! y% I 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。
: Q! M3 h! E; s2、挤出间隙) L5 S5 `% d4 ?8 g, j2 E/ ^1 u
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。
8 t! b" @3 e& v5 U' _0 c3、压缩永久变形
" k# ?- w% Q" s7 D3 S. v& q+ Y 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：
- S* f5 ` C$ r b0-b2
8 ~* e( L9 U( Z, _$ b6 Td=————-×100%) ]1 n" a& B) a" l c8 {, K& ]
b0-b1' O) K1 \, C2 n" `, I
式中：b0-原始厚度（即截面直径W）
: B/ ?2 G8 b3 U( d" ]b1-压缩状态下的厚度
! _: Q. v9 Y! q: [8 j' M b2-释放后的厚度2 B$ h: m" p8 K: O2 f+ Y
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%。7 ^$ ~7 C6 @" J# F" i
表2 最大允许挤出间隙gmax1 l/ y4 v' t# X0 `% b, u
压力
# w }4 [: q2 o- pMPa O形圈截面直径W 3 r5 l! p& C+ z n3 v
1.78 2.62 3.53 5.33 7.00" K& m( H5 w6 t
邵氏硬度A70- f5 w7 }8 T/ a" N; [5 I" Y, r* t3 r1 u
≤3.50 0.08 0.09 0.10 0.13 0.151 a5 h f; N9 D3 p# y% O
≤7.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10( W- P( V8 c. v
≤10.50 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08
0 }/ T. P, n( T7 d, A- h邵氏硬度A80
) i8 G3 \3 e7 j. E≤3.50 0.10 0.13 0.15 0.18 0.20( l" ]6 J3 _4 L
≤7.00 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15$ [& d) R- F) _9 b
≤10.50 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10( o: ~. V" q6 L/ @: b" R( P9 J
≤14.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08
; a6 p2 Y% o0 Y. V: |# n8 ?. {2 c≤17.50 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04' y- s% S1 |) k, w" K% o* H6 O5 n
邵氏硬度A90* N2 h* G/ r6 J ]
≤3.50 0.13 0.15 0.20 0.23 0.25% }8 @' V0 G$ n0 I5 b
≤7.00 0.10 0.13 0.15 0.18 0.209 V- P1 h5 O# J; O# W: n
≤10.50 0.07 0.09 0.10 0.13 0.15
2 W5 [$ ]$ `* w≤14.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10
l1 f5 O' R: v% I! P4 s q& b≤17.50 0.04 0.05 0.07 0.08 0.093 V X% {, D1 w% {/ x+ g
≤21.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08
+ Q$ R# {+ b) m! t' l' S≤35.00 0.02 0.03 0.03 0.04 0.04
* X) k6 Y1 K4 Z1 X# w' q: u! S※ 当压力超过5MPa时，建议使用挡圈。
: n4 Y" h8 R1 X/ _* n& }+ h※ 对静密封应用场合，推荐配合为H7/g6。
* y& x8 k Z. c9 _/ G9 `3 D ( ~& y! H' n0 d$ J! }9 p, O' C' F
4、预压缩量
6 p3 j; ~, g. J6 v) {0 ` 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。
& v0 o$ r" |5 V- o/ v* \ 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。
& T/ e+ `; E' q2 J: ?* d5 [
: p$ X9 ^8 ]* o* Q( D液压-气动-静密封, Q5 a* d' `9 T+ I' e$ z
预压缩允许范围
- q& X2 I( l4 }* H( h" H& V液压-动密封 w# S O4 l$ o+ n+ E
预压缩允许范围 7 W t7 S+ C$ A' T
4 p+ U& O" Q1 k& P6 d气动-动密封 C, b" W6 m1 D6 p
预压缩允许范围
' Y% l8 V' ^) K3 z. ~, G& y3 W和材料有关的O形圈/ z. T# ^8 p8 `+ O
圆周方向的压缩力
3 d- O G9 Q) c/ O. S6 D5、拉伸与压缩) U! c( R; `/ U7 n
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: P* ^. d/ m- u
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%。( W- F! H+ g, `. C
6、O形圈用作旋转轴密封; b6 Z' j( `: o$ F
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。
, N% R! ]; l8 r$ A7、安装压缩力2 @8 a+ N% O7 b' l! g
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
