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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
# H% w3 R0 F% X6 Z一、概述
7 b, U1 E }( `+ v特点4 {$ A/ Q! y1 b: X( b. U, U4 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。* Z$ o1 n1 |. l- I( L
标准
/ E! w" P) F* p X: n 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。
* Z; k( A6 [. K7 l! L表1 O型圈标准一览表
, Y; O' z0 X3 C8 w标准 O型圈截面直径W
* g5 f: [6 v2 N7 z; X" E! G2 X
# P5 [4 t1 q+ b P4 N美国标准 AS 568
% q# j3 |2 X" j: Z% ^& f" Q# K+ M英国标准 BS 1516 1.78 2.62 3.53 5.33 7.00 6 `/ |, S& \7 z
日本标准 JIS B 2401 1.9 2.4 3.1 3.5 5.7 8.4 ' v* T+ }- e+ h5 o3 X) R+ S9 V$ O" S% U
国际标准 ISO 3601/1& M, `# w' ^, O
德国标准 DIN 3771/1- P& F9 v. s3 a" B: V. s
中国标准 GB 3452.1 1.8 2.65 3.55 5.30 7.00
8 G' h, ] G% C: z+ A7 X7 @优先的米制尺寸 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0+ P/ W6 x' m: K+ l
3.5 4.0 4.5 5.0 5.5
% u+ y3 ]0 D# Y0 m! x6.0 7.0 8.0 10.0 12.0 9 I: D: C9 \5 U) ^ D: Y
美国标准AS 568（900系列） 1.02 1.42 1.63 1.83 1.985 F. I' R# ~! D9 L0 s
2.08 2.21 2.46 2.95 3.00
5 k. [- n8 i0 {" @* B密封机理
4 E: \' h/ [( A1 P7 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。" D( b) A* \0 V1 F* i4 D. |
8 W' O+ i; b6 x: c* X% k性能参数
1 }6 i4 K) D/ }& R$ n 静态密封 动态密封9 ]5 N2 ]7 V4 h0 `5 p
工作压力 无挡圈时，最高可达20MPa；
) {6 h1 m6 M( u7 E2 d有挡圈时，最高可达40MPa；
. G2 s5 W; X7 }7 X' T用特殊挡圈时，最高可达200MPa。 无挡圈时，最高可达5MPa；
" @1 |9 s; U; d: e$ I. g% O有挡圈时，较高压力。
) }$ @, K8 Z8 [. V$ z. e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。- f- d0 [" E: `$ I
温度 一般场合：-30℃～+110℃；特殊橡胶：-60℃～+250℃；旋转场合：-30℃～+80℃
8 ]! Y' M% \7 w7 t介质 见《橡胶密封件原料特性表》。
* m8 _! ^- p. B! ~2 U二、O形密封圈选择应考虑的因素0 }8 [1 a, \8 ~2 p
1、工作介质和工作条件0 W8 \5 g/ J8 I P
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! U* ~7 t; U a: D- K4 e- H1 j2、密封形式 m1 ~) ]: p/ k8 w. B
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。7 [6 _! g: X. D7 [ A! { z
5 T9 m1 Y/ Z' X( H
2 Y" F+ Y$ k W, j1 T1 q) s0 M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%。
/ M* h, i% m3 ?8 C 4 r& ]9 h+ n! e" q0 v3 Z
三、影响密封性能的其它因素
' [: H! w+ {. i7 ]$ M: v& m+ f1、O形圈的硬度: q9 a, K, Q- B6 \2 V+ [& l# p
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。
& o6 X# x0 q* ]! L u+ ~6 o* M2、挤出间隙 K. J7 x6 p/ \" X3 \5 R* f) B1 R; J
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。2 M+ [" c' l* ~) ~* w# W" N
3、压缩永久变形. R6 R: z- S; v/ j' ^
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：
, W4 i; X. C4 r+ L9 H b0-b2
$ V4 f* n' ?4 u; dd=————-×100%% ^: S, N* a$ L% q0 a1 h$ ^* ?
b0-b1
; E1 b! g6 V6 j式中：b0-原始厚度（即截面直径W）8 T$ `9 {2 r2 ?, L' w: n" s' ~0 O
b1-压缩状态下的厚度7 P' J( Y3 I9 ]3 h2 X$ E
b2-释放后的厚度
' ~2 g* Q. U9 _. X; @7 @+ G 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%。1 Q# V# O' K" K3 G# x
表2 最大允许挤出间隙gmax
+ g. ?" A6 f& V; {0 C% X) h- A压力" {, V7 {7 L$ t
MPa O形圈截面直径W
; S+ u+ z, E. Q6 j$ N 1.78 2.62 3.53 5.33 7.00' c! A* d4 H4 h, p
邵氏硬度A70
0 q" H$ V3 J/ ~5 i0 g≤3.50 0.08 0.09 0.10 0.13 0.154 @0 H# x1 _& E& n
≤7.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10
8 o$ p. s4 Y# ^# C: B0 y$ c≤10.50 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08# ? a: b/ u; v9 C$ _- U8 C5 K, n
邵氏硬度A80
+ `1 D( C2 c1 x D! O≤3.50 0.10 0.13 0.15 0.18 0.20( P/ [" q, M* \- |- g3 t
≤7.00 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15! q3 ~9 d1 j& c* |4 f
≤10.50 0.05 0.07 0.08 0.09 0.100 H; G+ l0 I% D% A# b
≤14.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08# D" c( e7 Q9 H& F, e$ J
≤17.50 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04: N# G* B1 r# B h7 C, W* {: X6 i
邵氏硬度A90
4 k0 \: q5 L- C≤3.50 0.13 0.15 0.20 0.23 0.25. q- Q) V- z% U- s
≤7.00 0.10 0.13 0.15 0.18 0.20
! _0 r3 y3 u8 b6 k* ^) v* X≤10.50 0.07 0.09 0.10 0.13 0.159 i) {& I; D2 V# }
≤14.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10
: ?) I _' D* H2 p# X. `≤17.50 0.04 0.05 0.07 0.08 0.09
" I8 b! R; n0 v% M- u0 Q$ M5 z≤21.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08! W2 k5 q- i3 h1 w2 n5 C" d
≤35.00 0.02 0.03 0.03 0.04 0.04
8 P! Y0 U8 y* n$ g: [9 X※ 当压力超过5MPa时，建议使用挡圈。
3 f8 h* t j1 e* H※ 对静密封应用场合，推荐配合为H7/g6。$ o# @# H1 z8 j; o+ ?2 k% G
) L. N' L% X+ L
4、预压缩量7 @ q$ M5 Q y' U, E: F( d
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。
/ `( M5 q" h5 }# t+ 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。
( N; A9 y9 R9 ~/ \0 J ; B: |! r2 m. C: H5 B$ o5 A
液压-气动-静密封
c/ o+ n, J+ A4 ^+ U预压缩允许范围 2 j( w# c" o+ L6 Y
液压-动密封/ J {4 p8 _5 q
预压缩允许范围 5 v- ~9 b; \, a7 u* U! a8 f( V
9 @0 }/ A3 r* E* i- g+ b气动-动密封2 A! H0 l, j* K- X; U, D8 G
预压缩允许范围
( F5 T: G& X0 G7 Y和材料有关的O形圈6 K& U+ {1 @/ L! f
圆周方向的压缩力7 c, d! I, z0 A
5、拉伸与压缩1 l2 G$ Y; @0 j! ~- A
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! ?# [* q8 h$ h3 I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%。5 p: i0 f7 [) N7 q! N8 ?6 I7 s
6、O形圈用作旋转轴密封
! G" V9 c; `" D! }/ H 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。0 G: C8 x7 q$ J6 [1 ]% z
7、安装压缩力
$ B( `: z. z- J7 I o 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
