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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
* j8 W! k, _- G. ~4 \% a: m一、概述+ u" |# e$ K. I2 G u! L
特点" K# s) Y+ s6 a# P N: B7 c2 b
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。% k* V! |: Y, E* ^
标准
( w+ r @, Q. c 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。
$ v! n0 F9 L7 {表1 O型圈标准一览表
/ M3 F3 \5 K) ^! I( E- b7 M( k标准 O型圈截面直径W
2 Q ?: n/ O5 u5 ~# G/ t. V, d& ]; L! i/ T1 A1 V# ^
美国标准 AS 568
% n- U% ^0 H& d英国标准 BS 1516 1.78 2.62 3.53 5.33 7.00 * F+ } M& D* Z% K; ^" l
日本标准 JIS B 2401 1.9 2.4 3.1 3.5 5.7 8.4
& C( `% u& _ y; M. }国际标准 ISO 3601/1
/ {2 n; o5 g; G0 J1 X! Y德国标准 DIN 3771/1' H: l8 {+ ?) O' G/ H! U$ S
中国标准 GB 3452.1 1.8 2.65 3.55 5.30 7.00
* b' l, H B, R优先的米制尺寸 1.0 1.5 2.0 2.5 3.03 H5 H' K( ]/ H+ W* i% Y2 j6 x( l; v
3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 z) J0 G. u( |5 c. x ?
6.0 7.0 8.0 10.0 12.0
9 W* U- w5 L t6 b4 q4 C美国标准AS 568（900系列） 1.02 1.42 1.63 1.83 1.98
+ [$ L2 h' j" [8 c2.08 2.21 2.46 2.95 3.00
) \' [: G# k3 Y6 L( [密封机理
8 d4 b4 ]! a# `/ z7 t) d, Y" q6 n 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。4 E A8 J" p/ M8 d8 Q5 r
& k# V4 S+ N2 l* K性能参数
6 Q' T1 d+ l w$ k! H- d) E 静态密封 动态密封5 Z. y3 K/ P) O- Q! @3 H( g! j
工作压力 无挡圈时，最高可达20MPa；
, v, u# v6 D0 C) K, e( j" \6 N有挡圈时，最高可达40MPa；
u, ^( T: G# J/ g5 K+ N用特殊挡圈时，最高可达200MPa。 无挡圈时，最高可达5MPa；8 a+ ~6 d- w( E& y2 q0 g7 J7 d2 I
有挡圈时，较高压力。- _9 o0 X$ |/ I1 Z2 a
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。; `( K/ ~5 {+ p5 {9 Y2 A
温度 一般场合：-30℃～+110℃；特殊橡胶：-60℃～+250℃；旋转场合：-30℃～+80℃0 g4 L+ Z/ [" m* Y; r7 L& d; X# M
介质 见《橡胶密封件原料特性表》。
2 ]# d0 G* A& w, N. L0 \0 z* C二、O形密封圈选择应考虑的因素
! z1 u$ F* |* S& q. A. r& J1、工作介质和工作条件% o1 k: q# C G8 X6 w0 ~
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 z4 b1 ~5 e9 _2、密封形式$ h( c! j1 L2 Z! n& a0 J" U
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。, C7 {! L& h {8 ~! D
7 b3 [/ B2 Y( D4 O. C 7 ^: f+ Z% J& L$ F' g
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%。
! z: E. E( [0 S' y, A" W ; [6 | {; z+ j7 ~7 U" G
三、影响密封性能的其它因素
) j. _" Y) P$ l) a6 {5 |1、O形圈的硬度
" E: f* w+ J! C- d& V. q 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。
4 t9 V1 x- }4 h7 q1 W% K2、挤出间隙
* _& F! C6 G3 T- B 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。
- P+ H& N, ^2 `; T5 G5 W( `6 D6 J. d3、压缩永久变形: j, L: l, O( Y' C' W3 P5 Y, R( x0 M
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: ^. d; {8 L- y5 s" A- U5 n
b0-b25 U& m+ P/ a1 }5 Y9 k
d=————-×100%# a! e3 }5 ^+ ]5 g. R }, a2 Z
b0-b1# L: a W6 K! W' z& B
式中：b0-原始厚度（即截面直径W）
7 z6 q7 e9 I W% U2 q+ x$ nb1-压缩状态下的厚度
# w! l) l8 l8 r& h. _ b2-释放后的厚度5 e1 Q5 x% O1 S0 W# u0 r( A
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%。" A4 h0 Q3 g: J* b
表2 最大允许挤出间隙gmax
9 T! ~* [1 H8 J N压力/ D+ s8 ?3 Y1 n+ e& K
MPa O形圈截面直径W
" { ~1 u& S# a2 _9 F7 l 1.78 2.62 3.53 5.33 7.00" n' B7 d1 [. ~+ T0 a- F
邵氏硬度A70
4 R0 W7 P! I! M, t' F2 d≤3.50 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15" ]: K7 | m9 m: D- I
≤7.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10
8 z& h8 o& ^9 s6 U6 ?8 z% K1 a≤10.50 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08
- M$ Y a' P6 L7 g邵氏硬度A80
; z) y( A p- f; z≤3.50 0.10 0.13 0.15 0.18 0.20
5 e2 [4 Y+ p. j4 O3 w4 Q≤7.00 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15
. J, b% J' y1 V. ^: J% Y≤10.50 0.05 0.07 0.08 0.09 0.105 H" {' U% s% t g$ b# O
≤14.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08) G$ X" Q, h4 z! V! C- P
≤17.50 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04 h+ a8 G5 p* Q# i8 L$ ^
邵氏硬度A906 }* _2 |( }0 H) S) u! b
≤3.50 0.13 0.15 0.20 0.23 0.25: N+ X! Q6 A( e, N1 p
≤7.00 0.10 0.13 0.15 0.18 0.201 |5 z- K4 C$ W
≤10.50 0.07 0.09 0.10 0.13 0.156 _9 f- X+ C; N' [
≤14.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10
8 b; |$ ?% _3 Z: R; p8 A$ t# R≤17.50 0.04 0.05 0.07 0.08 0.09
9 m2 N R$ u; t1 L. i) Z) ]≤21.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08+ r# n" c5 J+ \
≤35.00 0.02 0.03 0.03 0.04 0.04* l+ C: [7 ? }3 D/ y
※ 当压力超过5MPa时，建议使用挡圈。
8 ?$ B ^8 {! c; |8 F: ^. k% P5 V6 J※ 对静密封应用场合，推荐配合为H7/g6。) E% ]% t+ b) z. V/ Y
0 x: h0 v; {6 n5 v' J
4、预压缩量9 M* r9 i0 w e: X1 X
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, s, m- x" _. E* y6 l* w4 Z6 u
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。 ) O* {# L( }& O+ P" @& a
6 F; e) Q# M0 A. B1 c1 h
液压-气动-静密封
. d* U; c: d- E: z: [: R, a% F预压缩允许范围
! J0 u- R% z9 v' D" I4 K4 ]液压-动密封2 S! a4 D6 N7 L' ]" A: t# @
预压缩允许范围 + z/ n a4 M' j! e* z% A( W
% O' V, O4 X4 ?" Y) {* C气动-动密封
6 Q& O! k9 \! T" z; y预压缩允许范围
& ^ \. ^$ P; l$ _' @+ }和材料有关的O形圈 Y5 X7 t7 b$ M- c7 q) h
圆周方向的压缩力' v# z( c3 Y3 w. J* t% q
5、拉伸与压缩( w6 R0 }1 l) E
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; I( a; ~, j; t, S& K% T
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%。
. U6 Y4 U: F. s' A# |8 W6、O形圈用作旋转轴密封; G; \9 Q3 E+ \. ~5 p, C, A: M
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。( Y) X. {0 W+ e# W# |
7、安装压缩力) `( |3 X* g* W* ~! o/ p9 U" H
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
