【正文】 體選取O形圈材料時(shí)，首先要考慮與工作介質(zhì)的相容性。主要應(yīng)用：O型圈標(biāo)準(zhǔn)一覽表標(biāo)準(zhǔn)O型圈截面直徑W美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)AS 568英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS 1516所以對(duì)運(yùn)動(dòng)密封來說，摩擦性是重要性能之一。 在正常情況下，O 形圈的使用壽命隨著液體壓力的升高將會(huì)近似的呈平方關(guān)系而減小。這也是液壓缸活塞桿表面鍍鉻的重要原因。為了避免這種情況發(fā)生，在往復(fù)運(yùn)動(dòng)式密封裝置的外伸軸端處必須使用防塵圈。 2）O 形圈斷面尺寸應(yīng)均勻，并且在每次安裝時(shí)都應(yīng)在密封部位充分涂抹潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂。當(dāng)溝槽存在偏心即同軸偏差大于O 形圈的壓縮量時(shí)，密封會(huì)完全失效。配用適當(dāng)?shù)拿芊馊ΡＷo(hù)擋圈，是防止O 形圈被擠入間隙的有效方法。以丁腈橡膠為例，它的工作溫度可達(dá) 120℃或更高。當(dāng)變形率在40%或更大時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)泄漏，所以幾種膠料的耐熱性界限為：丁腈橡膠70℃，三元乙丙橡膠 100℃，氟橡膠 140℃。長(zhǎng)時(shí)間的高壓作用會(huì)使O 形圈發(fā)生永久變形。溫度在零下工作的O 形圈，其初始?jí)嚎s可能由于溫度的急劇降低而減小或完全消失。 O 形圈截面變形的程度，還取決于O 形圈材質(zhì)的硬度。使用時(shí)間越長(zhǎng)、壓縮率和拉伸量越大，則由橡膠應(yīng)力松弛而產(chǎn)生的應(yīng)力下降就越大，以致 O 形圈彈性不足，失去密封能力。橡膠材料制O 形圈的保管有效期一般為2~5 年。 O 形圈的保管 O 形圈屬于易損件，因此需要對(duì)其進(jìn)行妥善保管。安裝過程中不允許出現(xiàn)O 形圈被劃傷和位置安裝不正，以及O 形圈被扭曲等情況。自吸式液壓泵或瞬時(shí)流速大于10m/s 的管路，均可產(chǎn)生負(fù)壓（真空）現(xiàn)象，這時(shí)工作狀態(tài)為負(fù)壓的密封。在氣動(dòng)系統(tǒng)中，必須注意O 形圈的潤(rùn)滑。對(duì)于固定的O 形圈，當(dāng)工作壓力大于32MPa 時(shí)，也需要使用擋圈。 5）摩擦力小。使用擋圈后雖可防止O 形圈發(fā)生“間隙咬傷”現(xiàn)象，但會(huì)增加密封裝置的摩擦阻力。這種變形一直在兩者之間進(jìn)行，而不致使擋圈發(fā)生“擠出”現(xiàn)象。間隙的給定數(shù)值與零件的制造精度有很大關(guān)系。它一般采 用較小的圓角半徑，即r=~ 。 工作方式不同，徑向密封或軸向密封，動(dòng)密封或靜密封，液壓密封或氣動(dòng)密封，密封溝槽尺寸不同。一般認(rèn)為，裝配后的O 形密封圈與槽壁之間留有適當(dāng)?shù)拈g隙是必要的。設(shè)計(jì)的原則是O 形密封圈內(nèi)徑的公稱尺寸相等。溝槽設(shè)計(jì)原則是：加工容易，尺寸合理，精度容易保證，O 形圈裝拆較為方便。只有在其截面直徑大于 8mm 的情況下，才予以考慮。合成橡膠O 形圈的尺寸由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO3601/1）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和組織標(biāo)準(zhǔn)等確定。 2）拉伸量 O 形圈在裝入密封溝槽后，一般都有一定的拉伸量。對(duì)于動(dòng)密封則要區(qū)分是往復(fù)運(yùn)動(dòng)還是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)密封。 從以上這些因素不難發(fā)現(xiàn)，它們相互之間存在著矛盾。O 形圈截面直徑的壓縮率和拉伸是密封設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，對(duì)密封性能和使用壽命有重要意義。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用O 形密封圈，一般用丁基橡膠材料效果好，硬度以HS=80 為宜。一般來說，丁腈橡膠耐油；氯丁橡膠耐候性和耐臭氧性好；丙烯酸酯橡膠和氟橡膠耐熱；聚氨酯橡膠耐高壓和磨損；共聚氯醇橡膠耐低溫耐油。 3）工作介質(zhì)的情況 工作介質(zhì)時(shí)液體還是氣體，并要考慮到其物理、化學(xué)性質(zhì)。除應(yīng)具備密封圈材料的一般要求外，O 形密封圈還要注意下述條件： 1）富有彈性和回彈性； 2）適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度，包括擴(kuò)張強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和抗撕裂強(qiáng)度等。為了避免出現(xiàn)焦耳熱效應(yīng)，關(guān)鍵在于根據(jù)橡膠的性能來正確地選擇設(shè)計(jì)O 形圈的結(jié)構(gòu)參數(shù)，主要是O 形圈的拉伸量和壓縮率。在任何型式應(yīng)用中，都要根據(jù)密封件的額定數(shù)據(jù)或能力來使用，并且要裝配得當(dāng)，才能得到滿意的性能。主要用在： 1）低壓液壓元件中，一般限于短行程和10MPa 左右的中等壓力。但由于液體介質(zhì)密封時(shí)，由于桿運(yùn)動(dòng)速度、液體的壓力、粘度的作用，情況比靜密封復(fù)雜。所以，O 形圈裝入密封溝槽后，其斷面一般受到7%—30% 的壓縮變形。即使沒有介質(zhì)壓力或者壓力很小，O 形密封 圈靠自身的彈性力作用而也能實(shí)現(xiàn)密封；當(dāng)容腔內(nèi)充入有壓力的介質(zhì)后，在介質(zhì)壓力的作用下，O 形密封圈發(fā)生位移，移向低壓側(cè)，同時(shí)其彈性變形進(jìn)一步加大，填充和封閉間隙δ。 4）動(dòng)摩擦阻力較小。目 錄一、O形密封圈的密封原理 1用于靜密封時(shí)的密封原理 2用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封時(shí)的密封原理 2旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用密封 3二、O形密封圈的材料選擇 3O 形圈密封的設(shè)計(jì)原則 41）壓縮率 42）拉伸量 53）接觸寬度 5O 形圈的設(shè)計(jì) 5O 形密封圈密封溝槽設(shè)計(jì) 61）溝槽形狀 62）槽寬的設(shè)計(jì) 63）槽深的設(shè)計(jì) 74）槽口及槽底圓角的設(shè)計(jì) 75）間隙 76）槽壁粗糙度 7擋圈 7三、O形密封圈的使用、安裝和故障分析處理 8O 形圈的使用 8O 形圈的安裝 8O 形圈的保管 8O 形密封圈的故障和解決辦法 91）永久變形 92）間隙咬傷 103）扭曲現(xiàn)象 114）磨粒磨損現(xiàn)象 115）滑動(dòng)表面對(duì) O 形圈的影響 116）摩擦力與 O 形圈的應(yīng)用 127）焦耳熱效應(yīng) 12四、O型密封圈綜述 12一、O形密封圈的密封原理 O 形密封圈簡(jiǎn)稱O 形圈，是一種截面為圓形的橡膠圈。 5）價(jià)格低廉。此時(shí)，坐用于密封副偶合面的接觸壓力上升為Pm ： Pm=Po+Pp 式中 Pp——經(jīng) O 形圈傳給接觸面的接觸壓力（） Pp=K 靜密封取較大的壓縮率值，動(dòng)密封取較小的壓縮率值。 當(dāng)液體在壓力作用下，液體分子與金屬表面互相作用，油液中所含的“極性分子”在金屬表面上緊密而整齊的排列，沿滑移面與密封件間形成一個(gè)強(qiáng)固的邊界層油膜，并且對(duì)滑移面產(chǎn)生極大的附著力。 2）小直徑、短行程以及中等壓力的液壓滑閥中。 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用密封 在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)密封中，通常采用油封和機(jī)械密封。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用O 形圈設(shè)計(jì)成內(nèi)徑與旋轉(zhuǎn)軸直徑相等或稍大些，一般大3%~5%，在安裝O 形圈時(shí)，從內(nèi)徑向里壓縮，并將斷面的壓縮量也設(shè)計(jì)得小一些，一般約為5%。 3）性能穩(wěn)定，在介質(zhì)中不易溶脹，熱收縮效應(yīng)（焦耳效應(yīng)）小。 4 ）工作壓力 工作壓力的大小、波動(dòng)幅度以及瞬時(shí)出現(xiàn)的最大壓力等。橡膠的配方不同，成份不同,對(duì)介質(zhì)的適用性也不同。在內(nèi)壓低、摩擦小的場(chǎng)合，硬度允許低于70 度；而在高壓下或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中，可以高硬度，但很少使用。O 形圈一般安裝在密封溝槽內(nèi)起密封作用。壓縮率大就可獲得大的接觸壓力，但是過大的壓縮率無疑會(huì)增大滑動(dòng)摩擦力和永久變形。 1 靜密封：圓柱靜密封裝置和往復(fù)運(yùn)動(dòng)式密封裝置一樣，一般取 W=10%~15%；平面密封裝置取W=15%~30% 。與壓縮率不一樣，拉伸量的大小對(duì)O 形圈的密封性能和使用壽命也有很大的影響。如有些國(guó)家將O 形圈的尺寸系列分為P 系列（運(yùn)動(dòng)用）、G 系列（固定用）、V 系列（真空用）和ISO 系 列（一般工業(yè)用）四個(gè)系列組成。 2）在配方和工藝條件一定的情況下，O 形圈的收縮率會(huì)隨著材質(zhì)硬度的提高而減小，也會(huì)隨著其內(nèi)徑的減小而提高。常見的槽形為矩形槽。密封溝槽即可開在軸上，也可開在孔上；軸向密封則溝槽開在平面上。但是這個(gè)間隙不能過大，否則在交變壓力的作用下就會(huì)變成有害的“游隙”，而增加O 形圈的磨損。我國(guó)O 形圈密封圈與密封溝槽尺寸系列根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/—1988），也可根據(jù)對(duì)根據(jù)對(duì)密封圈壓縮量與拉伸量的要求計(jì)算設(shè)計(jì)溝槽尺寸。這樣可以避免該處形成鋒利的刃口，O 形圈也不敢發(fā)生間隙擠出，并能使擋圈安放穩(wěn)定。 6）槽壁粗糙度 密封溝槽的表面粗糙度，直接影響著O 形圈的密封性和溝槽的工藝性。根據(jù)擋圈材料和結(jié)構(gòu)形式的不同，其承壓能力提高的程度也不同。 擋圈的材料有皮革、硬橡膠和聚四氟乙烯等，也有尼龍 6 和尼龍 1010 的。 6）無吸水性。 O 形圈使用擋圈后，其工作壓力可以大大提高。 通常，為了提高防腐性和耐磨性，滑動(dòng)表面都進(jìn)行電鍍。負(fù)壓于正壓的密封安全不同。裝配前，密封溝槽、密封耦合面必須嚴(yán)格清洗；同時(shí)對(duì)O 形圈裝配中要通過的表面涂敷潤(rùn)滑脂。O形圈保管的妥善與否，對(duì)其使用壽命有很大的影響。 O 形密封圈的故障和解決辦法 O 形密封圈易出現(xiàn)的故障、原因及其解決的方法。因此，在允許的使用條件下，設(shè)法降低壓縮率是可取的。在拉伸量相同的情況下，硬度大的O 形圈，其截面高度也減小較多，從這一點(diǎn)看，應(yīng)該按照使用條件盡量選用低硬度的材質(zhì)。在50~60℃的情況下，不耐低溫的橡膠材料會(huì)完全喪失初始應(yīng)力；即使耐低溫的橡膠材料，此時(shí)的初始應(yīng)力也不會(huì)大于20℃時(shí)初始應(yīng)力的25%。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)工作壓力選用適當(dāng)?shù)哪蛪合鹉z材料。因此各國(guó)對(duì)O 形圈的永久變形作了規(guī)定。 2）間隙咬傷 被密封的零件存在著幾何精度（包括圓度、橢圓度、圓柱度、同軸度等）不良、零件之間不同心以及高壓下內(nèi)徑脹大等現(xiàn)象，都會(huì)引起密封間隙的擴(kuò)大和間隙擠出現(xiàn)象的加劇。 3）扭曲現(xiàn)象 扭曲是指O 形圈沿周向發(fā)生扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，扭曲現(xiàn)象一般發(fā)生在動(dòng)密封狀態(tài)。密封溝槽同軸度偏差大的另一個(gè)害處是使O 形密封圈沿圓周壓縮不均。有時(shí)也可以采用浸透潤(rùn)滑油的氈圈式加油裝置。 5）滑動(dòng)表面對(duì) O 形圈的影響 滑動(dòng)表面的粗糙度是影響O 形圈表面摩擦與磨損的直接因素。同理可以解釋具有同樣粗糙度的用銅、鋁合金制成的滑動(dòng)表面比鋼制滑動(dòng)表面對(duì)密封圈的摩擦與磨損更為嚴(yán)重，低硬度、大壓縮量的密封圈不如高硬度、小壓縮量的密封圈耐用的情況。 摩擦力的增加，使得旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的軸與O 形密封圈之間產(chǎn)生大量的摩擦熱。摩擦系數(shù)是摩擦特性的一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，合成橡膠摩擦系數(shù)較大，由于密封在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，通常處于工作油液或潤(rùn)滑劑參與的混合潤(rùn)滑狀態(tài)， 以下。日本標(biāo)準(zhǔn)JIS B 240184國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 3601/1德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN 3771/1中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB O形密封圈是一種自動(dòng)雙向作用密封元件。還須終合考慮其密封處的壓力、溫度、連續(xù)工作時(shí)間、運(yùn)行周期等工作條件。耐熱 耐油 耐熱性、耐油性、耐藥品性很好。使用 溫度30℃～+120℃ 丁基橡膠 IIRIIR耐化學(xué)藥品、藥劑耐藥品性（特別是無機(jī)酸好，氣體滲透性小，適宜于作真空密封件材料 在一般礦物油中不能使用只適用于氣壓、真空、鹽酸硫酸等無機(jī)酸中。徑向安裝時(shí)，對(duì)于軸用密封，應(yīng)使O形圈內(nèi)徑和被密封直徑d2間的偏差盡可能地小；對(duì)于孔用密封，應(yīng)使其內(nèi)徑等于或略小于溝槽的直徑d1。如果間隙g超過允許范圍，就會(huì)導(dǎo)致O形圈被擠出損壞。壓縮永久變形d可由下式確定：通常，為防止出現(xiàn)永久的塑性變形，O形圈允許的最大壓縮量在靜密封中約為30％，在動(dòng)密封中約為20％。若拉伸和壓縮的數(shù)值過大，將導(dǎo)致O形圈截面過度增大或減少，因?yàn)槔?％％。b、矩形溝槽廣泛用于各種場(chǎng)合，在不需要使用擋圈時(shí)，也可做成傾斜側(cè)面5o（溝槽尺寸見后頁）。梯形溝槽安裝形式 單位:mmO形圈截面直徑 W溝槽寬度溝槽深度半徑B177。倒角最小長(zhǎng)度Cmin 單位:mm截面直徑 W≤，≤，≤，≤，≤＞倒角最小長(zhǎng)度C min15o20o禁止過分拉伸O形圈。溫度在+5℃～+25℃之間，避免和熱源直接接觸。遠(yuǎn)離有害氣源（如臭氧）以防止彈性體受損。為避免因外界因素而影響O形圈的物理和化學(xué)性能，使彈性體損壞，在貯存時(shí)應(yīng)遵守以下一些規(guī)則貯存在干燥處。若進(jìn)行自動(dòng)安裝，須做好充分準(zhǔn)備。確保各棱邊或過渡處已倒角或倒鈍并去除毛刺。通常被密封表面和溝槽表面不允許存在小的溝槽、劃痕、凹坑、同心或螺旋狀的加工痕跡。倒角表面粗糙度：Rz≤ Ra≤因?yàn)镺形圈在安裝時(shí)要受到擠壓，為避免受損，必須將孔端或軸端加工成15176。R1R2 a、三角溝槽常用于發(fā)蘭和端蓋上的密封。O形圈也可用作低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及運(yùn)行周期較短的旋轉(zhuǎn)軸密封。壓縮永久變形擠出間隙價(jià)格較NBR高 使用溫度40℃～+150℃ 聚四氟乙烯PTFEPTFE超低高溫、高壓 具有介質(zhì)相容性、工作溫度范圍寬，承壓范圍大，但價(jià)格昂貴。使用溫度25℃～+220℃ 硅橡膠VMQVMQ不同的密封件材料，其物理性能和化學(xué)性能都不一樣，見《橡膠密封件原料特性表》。它隨系統(tǒng)壓力的提高而增大。 動(dòng)密封情況：推薦用于中等使用工況，要受到其密封的速度和壓力的限制：密封往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞、活塞桿、柱塞等密封在傳動(dòng)軸、主軸、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿等上慢速的擺動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)或螺旋運(yùn)動(dòng) 徑向靜密封：例如襯套、封蓋、導(dǎo)管、缸。（1）、結(jié)構(gòu)尺寸小、裝拆方便； （2）、適合多種密封形式：靜、動(dòng)密封均可使用，用作靜密封時(shí)幾乎沒有泄漏； （3）、使用單件O型密封圈，有雙向密封作用； （4）、動(dòng)摩擦阻力??； （5）、價(jià)格低廉； （6）、工作壓力范圍：10179。 7）焦耳熱效應(yīng) 橡膠材料的焦耳熱效應(yīng)，是指處于拉伸狀態(tài)的橡膠遇熱產(chǎn)生收縮的現(xiàn)象。因此，摩擦熱就會(huì)引起橡膠的老化，導(dǎo)致 O 形圈實(shí)效，破壞其密封性能。磨損程度主要取決于摩擦力的大小。但是，試驗(yàn)表明，表面粗糙過低（Ra 低于 μm ）又會(huì)給摩擦與磨損帶來不利的影響。 4）在低壓下也產(chǎn)生扭曲損傷時(shí)，可使用密封圈保護(hù)擋圈。運(yùn)動(dòng)用O 形圈很容易因扭曲而損壞，這是密封裝置發(fā)生損壞和