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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6 S8 b T5 s( @( k9 k8 P/ _& U
一、概述
' a1 Y* \+ h, Y# ^ y4 i% F8 h5 d特点
+ e: m% ]# J5 c3 p* z/ 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。8 {+ S, V- S- x6 ?6 r
标准9 [; N- J& l; v( V0 Z# V
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。
4 H& v A4 s( P" O1 D) M7 K表1 O型圈标准一览表) z; S: B, T0 ?' b
标准 O型圈截面直径W 8 C. Z, ~: @, E
9 R V9 ~' t. j( ?7 J& U$ V' R美国标准 AS 568
( q, K2 w; ]+ R) k- s. E英国标准 BS 1516 1.78 2.62 3.53 5.33 7.00 % `# Z g7 R3 B/ ?# L% \! Y
日本标准 JIS B 2401 1.9 2.4 3.1 3.5 5.7 8.4 4 |) E" q' z3 i" H" T Q5 g" Z
国际标准 ISO 3601/1
1 O4 k! V6 w. \$ V C1 [* ]德国标准 DIN 3771/1$ ]6 `# ^2 J, E1 @
中国标准 GB 3452.1 1.8 2.65 3.55 5.30 7.00 " K* }0 V' l f7 P l3 G
优先的米制尺寸 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
" S! D K! v" [' p5 J8 B- M3.5 4.0 4.5 5.0 5.5* Q2 J9 J3 R9 |
6.0 7.0 8.0 10.0 12.0 % g# y/ Y4 ?: w3 D
美国标准AS 568（900系列） 1.02 1.42 1.63 1.83 1.98: d1 S0 G# O$ q C
2.08 2.21 2.46 2.95 3.00
, L5 p' F( @6 k, y4 `* n密封机理
3 {% |% z7 s/ e! p3 n6 {% h/ z 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。6 W L$ u' z' }. S6 S* u
& ? [: v# O: e4 ~性能参数
- D: n0 z$ r; G, h 静态密封 动态密封2 K% h3 |5 ~1 M1 Y& d6 W& p
工作压力 无挡圈时，最高可达20MPa；
% R- W2 F* i6 N+ U* t4 C有挡圈时，最高可达40MPa；; x9 b. P& u( `5 O1 H. }
用特殊挡圈时，最高可达200MPa。 无挡圈时，最高可达5MPa；* [- {3 G( |4 \ O4 O3 O3 R
有挡圈时，较高压力。
0 C# o8 b* u0 o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。) \- W6 A2 G# N5 K: Z
温度 一般场合：-30℃～+110℃；特殊橡胶：-60℃～+250℃；旋转场合：-30℃～+80℃) p# e6 [) L1 }! Q6 B" _7 P/ I
介质 见《橡胶密封件原料特性表》。
6 T* {1 [$ _# m0 K* ?( H3 x二、O形密封圈选择应考虑的因素
+ B+ M" R' d9 [1、工作介质和工作条件
% f; Z2 D$ v( S; Y! R4 \* ] 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》。
: q- n* G' t& D8 J' ^2、密封形式
3 b; H7 x- p2 s) I. W# E5 ?9 S, K2 E 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。2 s; [# Z3 v* Z, F
7 u' h9 v( o- H7 P; {6 P2 | - @( L. G7 d# m! b' `
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%。( f9 K% _5 w3 h9 K: W
- N8 S( K9 u4 L
三、影响密封性能的其它因素 h y$ y( p0 F* q0 p! s! C( G
1、O形圈的硬度
1 w6 o" Z4 _, t3 p& O: e- ]$ H q 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。
0 S. Q% ?( [3 ~2 z0 x. T |2、挤出间隙) K* a& G6 P) k- j w+ H; y
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。$ {7 ^! J- ^6 O9 H3 r4 k
3、压缩永久变形: H# I! k, b5 T( B# z9 I' Q
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：: T+ B+ {! t% W( o4 V; W, E- L
b0-b2
7 P* O0 r/ e5 |) f% L" N6 V4 {( nd=————-×100%0 d. a# _$ M% e1 R% N
b0-b1
: l# X" X, r# W& z. \3 T( C式中：b0-原始厚度（即截面直径W）3 m# {6 J1 o3 @6 v. Z% m& F: A
b1-压缩状态下的厚度
8 D6 f& M6 _) Z8 c5 S1 ]. u b2-释放后的厚度5 \+ ~! S7 [, Y( v% Y* j/ ^" W
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%。
: z3 L. I' U* m表2 最大允许挤出间隙gmax
% b& [5 }# v7 a/ r3 M5 N压力
. d. N; x4 Z0 N! vMPa O形圈截面直径W " b+ u$ o% }: q* E3 w& u: i" s
1.78 2.62 3.53 5.33 7.00 s3 c6 Z6 V3 P& h5 X0 |
邵氏硬度A70
& i/ g; P$ ?/ \( ~≤3.50 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15
# Z/ r. t: j7 x. z) G- }. c0 n- ]≤7.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10
* E# Y/ t% e! J% H3 c! d≤10.50 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08, x$ P( i: ]2 ]# \( D
邵氏硬度A80
0 M+ O3 e) p4 a. G7 A3 w7 M* [≤3.50 0.10 0.13 0.15 0.18 0.20
: D- [* D' |) l, h0 i2 O3 j≤7.00 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15
& X4 [' ]1 C* [ E9 }≤10.50 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10
4 C! Y0 z z* M i$ Q- A0 b" F≤14.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08( i& q1 W4 E: p3 h
≤17.50 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04/ u4 L: a, Q! h) a6 W
邵氏硬度A904 U/ F; D! L0 J% P+ a5 k: c0 i# k
≤3.50 0.13 0.15 0.20 0.23 0.25: J7 I, p) g$ A. w
≤7.00 0.10 0.13 0.15 0.18 0.20$ v/ y) P# }+ a* b! D' A& d; F
≤10.50 0.07 0.09 0.10 0.13 0.15% ]4 t. \! V t: y6 O2 z
≤14.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.104 y o; P, J0 R8 ^; X4 D }+ _( G
≤17.50 0.04 0.05 0.07 0.08 0.09
: ?* V4 P/ ]% F5 X4 g7 a3 N≤21.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08
- z9 i- d! v8 p( {1 u+ |$ l" d' z≤35.00 0.02 0.03 0.03 0.04 0.04
: ^5 y/ I3 ^& t3 J0 Z9 w! ]) ?※ 当压力超过5MPa时，建议使用挡圈。3 Q* U% \. s# a. W: s0 [
※ 对静密封应用场合，推荐配合为H7/g6。
. J2 m# s }3 u2 m
: m% a( \6 K- j( F9 F( P/ }. ` v4、预压缩量% Y) w2 l) V3 ~ H
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。
4 Q5 f8 F" \. a. k5 k5 z 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。 r: P4 W+ c1 \3 n
( q9 V* p0 w2 Q液压-气动-静密封9 K z' L+ R; R4 w0 l% Q
预压缩允许范围
- W1 ]" a1 A0 q) t. O液压-动密封
# H1 H) Q9 ]- q& j% f预压缩允许范围
|) a+ W1 C3 v) | H6 X) @7 q 3 E9 K) A* b, \8 A1 r [+ U: ]; e3 |
气动-动密封3 p$ p. t1 _- f) b$ V
预压缩允许范围
1 \% G) l4 }6 ~4 k; v8 @$ T$ C0 O$ ]7 K和材料有关的O形圈8 c% Y3 e# q' e5 e& v( R' D
圆周方向的压缩力& U2 `/ u$ \- ~/ O- g+ ^' _
5、拉伸与压缩4 x5 k/ o" b0 o9 v" @1 ]
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3 s9 w# f7 Z q3 k3 W
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%。! ?6 f5 F! r6 k
6、O形圈用作旋转轴密封& N- S* l& C3 o
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。
6 t* w9 ~" m. i5 M7、安装压缩力
5 C) D9 W! h/ _ 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
