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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
3 G D ^4 E& t: H1 e一、概述1 e& E# r$ w; G# E$ ^
特点- Y/ L! W# f; _/ M3 Y8 T" N
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。
1 \# k9 ]- K3 D* U4 H* p; T- ^标准
: E, H% B( `, @8 O$ \7 `5 L8 | 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。& Q9 w; Z4 J: l3 y
表1 O型圈标准一览表
/ v/ D2 I6 c$ g+ |" e. S5 i标准 O型圈截面直径W & V+ ^( R; N: I
& _* r' o" h3 O u/ _3 _
美国标准 AS 568; }' B8 D/ S; |& x9 `+ @8 b. \
英国标准 BS 1516 1.78 2.62 3.53 5.33 7.00 ! W# X# L, u3 b$ ]: T
日本标准 JIS B 2401 1.9 2.4 3.1 3.5 5.7 8.4 1 E7 \; R/ d% e1 t
国际标准 ISO 3601/1 a1 Z3 Q3 Q ?! K/ I* L4 A
德国标准 DIN 3771/15 }# r: E2 q# w4 X% V" H
中国标准 GB 3452.1 1.8 2.65 3.55 5.30 7.00
/ I) U6 C5 L. x5 C) M7 D" m优先的米制尺寸 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
) p$ {2 e1 Y2 B/ g3.5 4.0 4.5 5.0 5.56 w" L- j- }0 I" n: r& {
6.0 7.0 8.0 10.0 12.0 0 Q/ q ~' T1 Q( \, O
美国标准AS 568（900系列） 1.02 1.42 1.63 1.83 1.98% y4 F: X" g$ r/ M0 i, A" f
2.08 2.21 2.46 2.95 3.00 9 j! w1 }; H4 P$ o
密封机理8 N& I% F( h G3 h6 w7 i5 I
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。1 g$ H* Q2 O) C+ Q. t/ U
4 f) y% e' d3 e% D8 x! v" A! h# q性能参数 ) I1 X2 d0 T; A' d7 W
静态密封 动态密封
6 j+ L, X: L% |6 N3 [$ ?7 e工作压力 无挡圈时，最高可达20MPa；
" c. F4 K3 P5 ]: p9 H) }有挡圈时，最高可达40MPa；
4 O1 r4 z, P! I# n. _$ |用特殊挡圈时，最高可达200MPa。 无挡圈时，最高可达5MPa；$ _% f" O4 j* }' k- J/ }4 R
有挡圈时，较高压力。: @: v9 y. _3 I8 ^* C. ]. s* N: t
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。9 U/ W% |, }7 ] t( c8 X! R, d0 y6 Q3 b
温度 一般场合：-30℃～+110℃；特殊橡胶：-60℃～+250℃；旋转场合：-30℃～+80℃. Z8 J! r& P: {0 ?3 @
介质 见《橡胶密封件原料特性表》。7 Y1 g! M3 ^! A& q$ a& F6 L& ]
二、O形密封圈选择应考虑的因素* ?( }% F9 ]8 v9 e6 |8 [1 e+ z
1、工作介质和工作条件
- U0 X- t, ~3 |( T# |3 t 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》。; E, f; c/ K0 F
2、密封形式' R/ q e7 t( P0 i6 p$ p$ @' c
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。
4 ?& H$ |9 f) m6 G) n
. ]0 G+ j# ] u* i2 o6 K ; S0 v0 ^/ A( G2 T: t+ d4 c! d% [
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%。# X( h: v5 [0 c3 D& V* l
" E8 U3 d0 M/ R8 y% {% r+ D
三、影响密封性能的其它因素
9 y& j" C! h5 X' J! g! v1、O形圈的硬度9 l1 y; z1 t$ {9 |( E
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。" Z7 z( R) H6 r. x6 z
2、挤出间隙 M- L* }4 i5 t6 ?8 F5 S/ 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。- u3 ~. r/ R7 y/ {" N
3、压缩永久变形/ {- P/ d4 E, p$ k0 Q* t6 f
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：* I x: ]$ A5 K! J8 H X( K& d
b0-b2
Z# B, n1 ?4 q M2 wd=————-×100%8 g6 y' d8 w5 W9 e& Q7 K3 L
b0-b15 t7 F" R. _+ k& z( o% e2 ~& ?
式中：b0-原始厚度（即截面直径W）
7 s, Z9 {2 M: N5 b- S! C. Y1 qb1-压缩状态下的厚度
; X8 A8 }" ?3 W! ]( P2 R b2-释放后的厚度/ y0 r0 k% Y J8 h; R5 \. k. X& i
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%。$ n% c" k# V! }. i
表2 最大允许挤出间隙gmax
9 j: {; g; w9 A j/ q9 g压力
. P& g) E. ^ c! B, \# M- Z2 }MPa O形圈截面直径W 3 G/ D' E1 \* J, U9 T
1.78 2.62 3.53 5.33 7.00: M( s5 | F! F' ~+ P* C8 `
邵氏硬度A70
. e4 E" P: C, w8 s≤3.50 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15
( @2 \/ ?4 [; L; u≤7.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.100 T }; | B5 U. t' y& u+ _* B
≤10.50 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08
! ]$ E/ H" _7 J" G邵氏硬度A80
. T% P; {6 k( f+ ?0 g≤3.50 0.10 0.13 0.15 0.18 0.20
# L7 n% b4 n0 `' ~≤7.00 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15% Y) S" a z! P& v/ ?
≤10.50 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10/ L, t* a" n/ m+ b- I: A K
≤14.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08/ s. G, D* [- [9 R3 e
≤17.50 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04
! D8 i) Z5 Z2 P7 q: e邵氏硬度A90/ W) \0 L; |4 ?1 |
≤3.50 0.13 0.15 0.20 0.23 0.257 _: \) a9 R7 b; v
≤7.00 0.10 0.13 0.15 0.18 0.208 o0 [; x5 m2 k8 G' k
≤10.50 0.07 0.09 0.10 0.13 0.15
1 e5 j! k9 F5 T4 n≤14.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10
+ C t }$ }0 d2 y8 Y7 E' o≤17.50 0.04 0.05 0.07 0.08 0.09' l' n; U- k2 X. ~/ P9 y3 }" ?) A
≤21.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08' h" P* h3 y6 J+ ^
≤35.00 0.02 0.03 0.03 0.04 0.04
" f9 Q b5 j. u }, e※ 当压力超过5MPa时，建议使用挡圈。; P9 P3 [/ T6 o2 S2 P# w
※ 对静密封应用场合，推荐配合为H7/g6。* y4 u% U8 F z5 v
1 B% w# K3 \# @% z' s6 C9 D6 r
4、预压缩量
* D9 X8 }& Q) B/ _; J7 i: c% U 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。
# @8 @& A5 U8 c. g \$ G$ B w 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。
$ d1 h2 E# |1 P3 P& h) |
+ L8 T& J1 I! k s* w6 F液压-气动-静密封. Q7 u; J! E5 \3 \, i4 W
预压缩允许范围 2 n$ G! B T5 T1 K2 H; \: c7 I
液压-动密封 g. ^( `0 A6 G/ _0 ?7 V8 h1 {
预压缩允许范围
& [( z) [' _6 B, B' j
, b, d; z5 ~5 n7 P' O3 S气动-动密封- A* y: X* v: K0 d
预压缩允许范围
" ?3 {2 Y% R9 u7 e$ P和材料有关的O形圈
4 ?* U6 [3 L- m1 T) H8 F3 g圆周方向的压缩力
* O, P( B9 e5 j& Y( b5、拉伸与压缩0 _- _1 K( H# f4 i& s; C) O
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) n% ?+ X( [! t" 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%。' p# J2 F l7 T: N, f
6、O形圈用作旋转轴密封
3 Y c' f1 s6 |- | 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。$ ~$ H" b: N: ?" `( n
7、安装压缩力
# `) ?& P% @$ c4 R 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
