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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
, t- Q; ^& H1 {0 d* i( L" I$ p一、概述- _; p0 H' N* A% y! e/ l
特点
; o" u6 m* B) M9 M/ r1 L3 R 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。& p# _' K5 P; H; x8 m0 t
标准
8 \0 p- n3 e' V. L6 ] 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。
# j* }- ]* k( w# S4 _. M+ m( _5 |( }表1 O型圈标准一览表
9 G: B; H+ z+ z8 h7 I. x标准 O型圈截面直径W
/ L' _2 g) i4 u% f) C/ e5 G/ j9 m# b# g! Z$ y8 D- j) R v7 N6 d! G8 w
美国标准 AS 5688 p& }1 H4 c! K* q) z6 G! U+ W: V& c
英国标准 BS 1516 1.78 2.62 3.53 5.33 7.00
0 A* x( G; n$ l+ r# h7 f日本标准 JIS B 2401 1.9 2.4 3.1 3.5 5.7 8.4
+ }; {: u1 W9 h' I国际标准 ISO 3601/1
% V' w% L* [! L4 Z0 \德国标准 DIN 3771/1- ^1 {. k& I; H9 K) e, S
中国标准 GB 3452.1 1.8 2.65 3.55 5.30 7.00 . S2 Y9 j0 `! h' F- x& {
优先的米制尺寸 1.0 1.5 2.0 2.5 3.00 z U+ ]& g4 X7 ]: P
3.5 4.0 4.5 5.0 5.5
; \) U$ b* g: J/ ?5 Q4 ]6 ]6.0 7.0 8.0 10.0 12.0
% f; |* C" e7 V8 ~5 N' {1 Z! {% |美国标准AS 568（900系列） 1.02 1.42 1.63 1.83 1.98
- L, ~# `+ G9 h( W; l: _. ~$ O* X2.08 2.21 2.46 2.95 3.00 . ^# L* x% |" U9 K3 @( o' c
密封机理
: Y. b- y, E8 o9 N' W5 K: u 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。& Y2 r ^0 j' C6 `. G& W7 o# L3 n$ q
5 e' O- C3 ]( f* {+ `' z* {
性能参数 / a3 Y0 \$ H$ {4 E
静态密封 动态密封
b6 X! A: i" g% G5 I! ~, {& y' ^工作压力 无挡圈时，最高可达20MPa；- x" F3 D, o- Z1 w
有挡圈时，最高可达40MPa；
2 a/ e6 g J' L6 q" A4 s用特殊挡圈时，最高可达200MPa。 无挡圈时，最高可达5MPa；
# S' B% n$ q: d7 k, K有挡圈时，较高压力。7 K$ [+ m! H P+ 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。2 [ x9 w5 m( c6 ]9 r
温度 一般场合：-30℃～+110℃；特殊橡胶：-60℃～+250℃；旋转场合：-30℃～+80℃* h: ~ D( c! \% c
介质 见《橡胶密封件原料特性表》。' p+ \3 v0 o( ]( @4 s" U- {3 E+ u2 u
二、O形密封圈选择应考虑的因素
/ X4 U8 R2 U9 v2 P1、工作介质和工作条件; o5 t- b/ Q( ] h
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》。
; C& _0 J& x/ P, s- e8 V2、密封形式
9 p( u6 D$ j% v2 P; a8 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。) k- _6 d( d+ P o) C+ z
' _6 T& [/ ^; m* n' M7 u / F& O. n! I% j1 z- v' Q
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%。6 ^# U9 c; X$ |2 ]4 @! U2 W
& @2 q2 V" g* L7 i+ h三、影响密封性能的其它因素
" I9 x8 G- {& _0 P6 h" l1、O形圈的硬度
9 J. k; q: D* ~& t5 H) e8 \* R8 ` 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。
$ X* A% u: \ r+ D8 w. M7 \2、挤出间隙
6 p) N9 {. k& I) B8 e 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 E: i. G: w* k! G
3、压缩永久变形" @& r: p% v1 E' ?0 h% ]4 O
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：
) y/ Q2 Z; {8 ]6 i# E2 E b0-b2/ J) r8 R" ]5 V6 e4 X
d=————-×100%# T. J1 k* s& t6 {5 W% ]" [, @
b0-b1
* I6 \7 ~$ E# }9 r式中：b0-原始厚度（即截面直径W）
6 s4 Z' {" |! ~$ y/ Z" Kb1-压缩状态下的厚度
; r6 ^# ]7 |$ A9 d, q, M$ y4 u b2-释放后的厚度9 w7 }! n+ ]. p8 o$ k' l
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 u% O4 X9 z5 o表2 最大允许挤出间隙gmax
# [' H# l( V5 k9 e压力
! B ?$ r+ ]7 SMPa O形圈截面直径W
. \5 u2 X8 d& i4 x6 E 1.78 2.62 3.53 5.33 7.00* P1 \# V* F/ S6 `1 S
邵氏硬度A70
1 {2 w) X9 b/ \; W. E≤3.50 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15
2 g7 d- C: U- U1 O/ M+ r( V% S. S≤7.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10: \6 C8 E/ h7 m' w
≤10.50 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08
7 r6 y# ]: C& s% d' l m7 N8 G! E邵氏硬度A80" q: v8 `9 P8 N7 v
≤3.50 0.10 0.13 0.15 0.18 0.20$ _9 w5 h8 k1 C# j' n: |
≤7.00 0.08 0.09 0.10 0.13 0.158 B/ W* Q& S, {0 D# ]- {
≤10.50 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10
' g# l8 d& o; L- T' X* n≤14.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08
& \) t6 t5 N9 S9 T≤17.50 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04
, P9 T/ k1 H& J邵氏硬度A90 f1 {, G; d, N" V4 }9 I7 [
≤3.50 0.13 0.15 0.20 0.23 0.25
" ~; I$ I$ y2 h' }6 j7 c≤7.00 0.10 0.13 0.15 0.18 0.20/ }' s- G0 Q6 O; j8 S6 A
≤10.50 0.07 0.09 0.10 0.13 0.15. [+ {: f; \! |
≤14.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10
! C1 g) y# g+ f6 U0 W; I" c≤17.50 0.04 0.05 0.07 0.08 0.09
$ U5 s- Y6 f( K- D: ^% o≤21.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08, r# \9 q' x2 E; H+ f) d
≤35.00 0.02 0.03 0.03 0.04 0.042 F! k- C& F) m! A# v& V y6 Y
※ 当压力超过5MPa时，建议使用挡圈。
! c) d% Y# N. [# l' \1 J※ 对静密封应用场合，推荐配合为H7/g6。
" A6 ^+ E1 m: A0 k ) I7 ]4 N- |/ l4 s7 L
4、预压缩量
' S/ l m1 W! ]1 \ 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。; d: S3 A7 y+ ^' Z+ i4 h, |- G
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。 / E; S, e) D. S0 ]
$ _: C8 [* j9 D5 |! z
液压-气动-静密封8 g: e7 ]' t7 F. n8 N6 }
预压缩允许范围 - }$ N2 e2 C: h3 Y
液压-动密封
* \8 t8 [( l3 S/ ?预压缩允许范围 # ^1 U+ \ B4 c$ W
D. J: {$ N: h- C气动-动密封
2 A0 z0 Y; J8 |, M( z2 d% ~预压缩允许范围
' J1 R" S1 n0 X) q2 r+ n2 p和材料有关的O形圈
3 g+ y& o5 t6 }7 s! Q8 n圆周方向的压缩力
' H0 }( B* H# f- f5、拉伸与压缩" `- @) |5 ?0 ^# {/ u: a0 V
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" G; ]4 d, S( [, E4 w2 y* a2 g
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%。 \' z$ D( I3 U6 v1 L
6、O形圈用作旋转轴密封' D' j5 O! w3 r% w0 c
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。$ B( \' n7 J, A* W
7、安装压缩力
3 _, G9 {) ^7 Y+ V2 l$ R/ p7 X 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
