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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4 D. H9 A. M5 X
一、概述8 {: B4 A4 \' _6 ?
特点% E/ a" M: [' g0 G0 x! U. Q+ _3 ]/ S
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。* O D, R2 w2 d8 q, `+ e( Z
标准
+ J$ G1 E& `; u' G) ^& \" r 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。
* q" n7 _0 t: e, U) O" q表1 O型圈标准一览表
* B- Z2 ^" ]$ w6 Q+ G" L标准 O型圈截面直径W
0 u( v }7 Q9 x) w/ k3 Q, Q; y1 \7 R e! f# [8 O
美国标准 AS 5685 I$ B q e0 o; y* j+ f; k
英国标准 BS 1516 1.78 2.62 3.53 5.33 7.00
1 M8 _6 o# _) ?! G日本标准 JIS B 2401 1.9 2.4 3.1 3.5 5.7 8.4
6 y' P6 A R+ ^( M9 ~国际标准 ISO 3601/1
" k2 I$ n0 A, {0 t$ J& [6 j7 q1 U" U德国标准 DIN 3771/1
/ ~! O" w2 n+ K# s3 R中国标准 GB 3452.1 1.8 2.65 3.55 5.30 7.00
2 U9 z; B( F- w K1 B优先的米制尺寸 1.0 1.5 2.0 2.5 3.01 |1 D1 g% G/ W4 S
3.5 4.0 4.5 5.0 5.5+ V4 O- m; e$ X6 C* y& J. A
6.0 7.0 8.0 10.0 12.0
& e% F7 m. @6 T$ _. f) A1 S美国标准AS 568（900系列） 1.02 1.42 1.63 1.83 1.98
& m# i+ p' h) r B5 z2.08 2.21 2.46 2.95 3.00 ' a4 X# G8 Z# e
密封机理) ?3 W8 M1 E% _7 t, _5 c
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。
& e* C: n6 k8 S8 Y% J# L" r/ S : k# v( ^2 S8 [/ K! t0 Z3 g
性能参数
8 }" p: c1 T: h. ?) y5 H# v 静态密封 动态密封3 B' u6 d5 B, D% T5 u
工作压力 无挡圈时，最高可达20MPa；( P3 [, ?7 w7 W4 G. b4 S/ I
有挡圈时，最高可达40MPa；* C& _$ x' l: A! |- S S1 j
用特殊挡圈时，最高可达200MPa。 无挡圈时，最高可达5MPa；
( G+ U9 [# u! e9 }有挡圈时，较高压力。
6 c" Q; ^9 W' ?- j" |" t: T% B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。; Y1 n( H( U7 ~# d* ^9 K
温度 一般场合：-30℃～+110℃；特殊橡胶：-60℃～+250℃；旋转场合：-30℃～+80℃
$ `, i7 g) i# Z" r) q介质 见《橡胶密封件原料特性表》。
! L5 @7 L0 N" j( `% O5 @, x) Z" i9 T二、O形密封圈选择应考虑的因素
! t$ E" Q5 y& B7 W0 Y( [* y" R1、工作介质和工作条件
( i6 R5 n0 x8 F2 _3 ?, j4 o& w 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》。9 {8 f% e/ k9 V6 z/ ~9 q3 S
2、密封形式; m1 v+ z- a! 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。
) ]' [ H7 h( L0 m3 v# L9 k% y4 k* ^0 s8 i) a1 f- w
- D" T2 e# Q2 s1 L B- 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%。) S0 B3 x# `% R- g. ^7 Q) e8 u
! l: u7 }: S( L8 l+ I6 r% T
三、影响密封性能的其它因素4 O6 E- ~/ ~, Z* A. P) Y
1、O形圈的硬度! c( |% g7 m5 R( ]3 K
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。% h L2 a* Y* L
2、挤出间隙2 P n8 h1 a; g( h4 E) w: 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 K8 r* |/ `1 X; h
3、压缩永久变形
6 I# ^" |/ T* T 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：
, Z. b0 ~7 }/ k2 b. c" W b0-b2# E$ O+ W& V; c1 ^5 \
d=————-×100%9 O+ z) u1 h6 k: Y o; Y. d
b0-b1* x& [2 }: d6 E# N) D" X) O
式中：b0-原始厚度（即截面直径W）
- d2 V# W$ s9 U, y" s$ L4 q0 |b1-压缩状态下的厚度
2 d4 M4 q8 u5 g$ K2 P( L b2-释放后的厚度
0 i+ w$ c) b9 G; B1 Z/ T 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%。2 L ~7 D8 O# l+ s0 D' g
表2 最大允许挤出间隙gmax4 u: O/ P+ K7 G$ a1 R S7 h
压力
2 M! c6 l) e' V7 m h* mMPa O形圈截面直径W ) X4 n7 R0 X" q# n
1.78 2.62 3.53 5.33 7.00 G6 j, d. Z, d
邵氏硬度A70/ N! P& e$ v7 v$ K
≤3.50 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15* ]( E0 T9 r, d8 a) t3 H
≤7.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.100 `* \) W0 {) N, B! G# e: }4 J
≤10.50 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08; g2 y# a; r$ W
邵氏硬度A80& N! h& d2 `4 H2 j) Z
≤3.50 0.10 0.13 0.15 0.18 0.207 k; {* H' v5 M% ]# q. _7 w/ D1 G
≤7.00 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15
# a2 X. k# i a' A7 {" c, ?≤10.50 0.05 0.07 0.08 0.09 0.109 G! E. Z# d4 a3 v# j/ F
≤14.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.080 K K4 m3 _- ]0 K4 T. k+ B
≤17.50 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04
$ M5 S0 Z9 \2 s$ |2 X& {邵氏硬度A90" r/ N: T1 l, b# R; h% T
≤3.50 0.13 0.15 0.20 0.23 0.25
5 I- [: P" a2 @' a6 w≤7.00 0.10 0.13 0.15 0.18 0.204 g# y f0 r+ N G
≤10.50 0.07 0.09 0.10 0.13 0.15
6 S' h# s5 A) Y" e≤14.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10
; W1 S$ r5 R0 D# U6 d≤17.50 0.04 0.05 0.07 0.08 0.09
; K* M! t4 q! B' W v5 W≤21.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08
- a1 R0 X0 p/ ^% O≤35.00 0.02 0.03 0.03 0.04 0.04
1 [+ }- C3 B* Q, A/ N/ L※ 当压力超过5MPa时，建议使用挡圈。8 C6 O, c7 U: R" Z( |+ s* q
※ 对静密封应用场合，推荐配合为H7/g6。0 C* J5 U) C9 [" V! {# A
# k- I- t+ a6 ?, L+ K
4、预压缩量
! |& _! f& Y7 |7 l; R 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。
1 w8 g) Y! `! o1 O8 |, L8 @ 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。
* E6 a4 _$ p$ y+ C ) E- y) O, x/ O( _- N8 ^! g
液压-气动-静密封
; g: \; a1 o5 j% ]2 y- N) C9 N/ L预压缩允许范围 8 \4 J2 C. s- u t4 @: \; S
液压-动密封# o0 Y2 M S, F/ R- o5 g
预压缩允许范围
; ]; F3 ^+ ^2 T' T
- q# a f2 j# H! P; f. b气动-动密封
0 q, F' j$ U/ P! l+ M3 T5 i预压缩允许范围 5 m" d, d6 l( M3 O, }
和材料有关的O形圈! W- E" U! t, J/ G2 o9 d
圆周方向的压缩力; Q& b% E4 c, K2 |
5、拉伸与压缩8 G$ K6 O/ V% z* O' ]1 E# P5 ~5 i
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 C4 r v9 e; b& a( F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%。
! {& ~( a; U, L1 t# E1 ^0 a+ P6、O形圈用作旋转轴密封- j" x9 D7 X% o5 e/ |+ t! m( P
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。
9 e) `6 i7 f0 P: X7 o) a5 v7、安装压缩力
+ d" k' [* @) Y" S) A 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
