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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 C# i# Q$ ^1 G8 H( q6 s" Q o
一、概述
7 ]% W" E; F3 d" U) y: s特点/ y e) C g3 J9 Q
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。/ n6 r% k! H$ T/ L+ Y
标准4 G: G F# B* g/ `
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。) W9 r: P' h4 i
表1 O型圈标准一览表
. o* _' r4 M4 i; k1 J$ [标准 O型圈截面直径W 7 Q6 _4 u. O; E; m6 D8 T
9 u3 ^7 V+ h1 D3 o" \9 W8 d
美国标准 AS 568
7 B4 U5 V, c1 z' f+ F* B英国标准 BS 1516 1.78 2.62 3.53 5.33 7.00
3 }; ]. o4 K6 L, t! I日本标准 JIS B 2401 1.9 2.4 3.1 3.5 5.7 8.4 ; j' E3 ]9 f! ?. N& n3 m4 N
国际标准 ISO 3601/1* b. W' K2 ]& _" \& K) ?
德国标准 DIN 3771/1+ H/ Z; }0 y" ^3 S( H
中国标准 GB 3452.1 1.8 2.65 3.55 5.30 7.00 ' W; k: _! v9 e7 M) B
优先的米制尺寸 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
9 I$ d! |7 q6 ^, [# I3.5 4.0 4.5 5.0 5.5% }2 o m1 o, \
6.0 7.0 8.0 10.0 12.0 $ X& ]# }8 }0 D, m m
美国标准AS 568（900系列） 1.02 1.42 1.63 1.83 1.98
5 o% z/ T- d, L$ [2.08 2.21 2.46 2.95 3.00 ) ]3 K* A9 |7 n" H) A6 u6 l( _
密封机理
0 j2 N, p1 ]: p6 n+ O9 N! r 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。5 M7 }4 g7 y, M. u0 Q( O+ U
r: k# p) C! r
性能参数
8 \1 e4 @0 N) z8 ?5 u 静态密封 动态密封
5 r4 u" g; [ v( N# t$ ~5 U& L% a2 B工作压力 无挡圈时，最高可达20MPa；
' {. R6 X7 |0 d有挡圈时，最高可达40MPa；
' `; d& L( v3 k9 Q, `用特殊挡圈时，最高可达200MPa。 无挡圈时，最高可达5MPa；
. ?4 @4 _% l" a4 ]7 Z4 M% T' j有挡圈时，较高压力。
# |7 o7 s+ e* F ^* 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。* j% ~# h% S3 _/ u
温度 一般场合：-30℃～+110℃；特殊橡胶：-60℃～+250℃；旋转场合：-30℃～+80℃
) E* X; x5 L5 f) N% w# N; k8 k介质 见《橡胶密封件原料特性表》。" s# x$ y' K0 @" A& e7 R7 V$ |
二、O形密封圈选择应考虑的因素
4 ^& P9 M; M. T/ C% _7 Y/ b1、工作介质和工作条件3 u% z' n+ ~ g, X# n$ x, i
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》。
/ \. ]# n& {( b/ F% V; |2、密封形式; u: H! N& z" P7 `; z
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% O0 p6 T7 ?& y
' o6 O K" ~) t 9 f5 ?6 k+ \* A" ~
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%。4 p* W3 \& m3 v
+ o h0 [7 }) J. f三、影响密封性能的其它因素6 z+ x5 w' @0 M# U7 B# j
1、O形圈的硬度* }6 g% U* T/ C Q: z
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。1 R8 J& `* g- Z& f, ]
2、挤出间隙& v6 ^" b5 H9 t# d' V
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。5 p2 y( ~" t, u
3、压缩永久变形) ~2 Y# k% h5 s! q1 {* o; e
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：
5 }( e. @' p3 `$ j4 z b0-b2
, R6 X/ P8 z% I$ C9 jd=————-×100%
1 V4 ?. ]) u; h i( g b0-b1' g5 k; ]" W5 x1 f, `
式中：b0-原始厚度（即截面直径W）. y( X) Z" O; Q
b1-压缩状态下的厚度7 y+ n6 b6 E: ~' _. n; U1 q9 L
b2-释放后的厚度+ p' y7 q; X( G# p* Q
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%。6 B, v1 M; G7 N: Z8 I' V# m
表2 最大允许挤出间隙gmax
& s0 P* Q w, s O; F" A压力0 R7 P% @+ J: }$ m2 g
MPa O形圈截面直径W
% D, k% K0 {5 {5 Z 1.78 2.62 3.53 5.33 7.00
& m/ P' ]3 N z, e) n邵氏硬度A70
8 b& p0 Q( G" M/ o' ^7 o' B* i1 y≤3.50 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15& h. q$ t* U# `# a
≤7.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10
( H" l+ e' D& t# L7 Q, F8 E9 A≤10.50 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08: V( h4 E0 [2 \! Z7 H- k) {' b
邵氏硬度A80
) G& b! V# d( J$ l1 E N≤3.50 0.10 0.13 0.15 0.18 0.20/ ]% b( T' o' N0 z+ n+ ~: S
≤7.00 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15' [3 d5 J4 I6 Q& h3 G! f
≤10.50 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10% A* q; `) m+ V
≤14.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08
) n' X, a, f) C≤17.50 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04
" J: U* y3 d$ d5 _邵氏硬度A90
. ^7 p. f- D( X& z5 [# f≤3.50 0.13 0.15 0.20 0.23 0.25% [- J4 q) K/ y6 N: P) W1 j0 u
≤7.00 0.10 0.13 0.15 0.18 0.20
& `3 @$ e; F+ J9 K* m. u. {≤10.50 0.07 0.09 0.10 0.13 0.15( [: ~% q5 d+ l2 c5 k
≤14.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10# O1 n$ p5 ? P+ ^; N% K" z3 ~
≤17.50 0.04 0.05 0.07 0.08 0.09; N# _+ G% s8 V- G
≤21.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08, y" S* N" k- h: c/ D, Z- j0 e3 v
≤35.00 0.02 0.03 0.03 0.04 0.046 c! I5 W( W# c2 _5 v: v" A& u
※ 当压力超过5MPa时，建议使用挡圈。
" p) d7 a. |2 P※ 对静密封应用场合，推荐配合为H7/g6。5 D4 x$ J9 F! p: V; w' o8 q. J
3 }" e7 N8 \' l4、预压缩量5 v5 y h! |1 z( Y' Q5 d. c# i
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。% t' _# a y/ ~. P( S' x$ a
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。 ! a! V2 ^/ Z5 d7 v5 k6 x H0 G
2 q# L5 w: m( X$ t" f' [4 |$ j- `1 z
液压-气动-静密封
3 M+ j2 G0 d0 _' ?6 `% ~预压缩允许范围 " {0 F; ~( r* v7 p" o
液压-动密封% v2 J2 X' Y) E
预压缩允许范围 1 D: x* W% \: Z
9 h- u( k7 k3 I y; ~! _; c气动-动密封
6 e% j9 M6 s# I$ ^* c X: B( b预压缩允许范围
* y2 ^' B/ Y& n9 B* f和材料有关的O形圈
X2 f+ ]% x9 p" ~# D圆周方向的压缩力
0 l. @4 B' d6 Q7 E) j: `# G/ c5、拉伸与压缩
5 G# \' ?1 x7 S9 {# 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" i9 L3 p R; D% o7 d5 j
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%。
4 j: z( b) ~/ ^! V6、O形圈用作旋转轴密封
# P3 j, P. {8 ?5 ]; [) w! | 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 r) Q+ D0 @/ e- k7、安装压缩力
6 M( c0 T/ T2 R6 F9 c 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
