O型圈基础知识ppt课件

1、O形圈根底知识作者 吴丹 时间 2019.4.16一、概述1.1 O形圈特点 O形圈是一种小截面的圆环形密封元件，常用截面是圆形。主要资料为合成橡胶，在液压工程中是用的最多、最普遍的一种密封件，主要做静密封及滑动密封用。与其他密封件比有如下特点： a.密封性好，寿命长。 b.单圈就可对两个方向起密封作用。 c.对油液、温度和压力的顺应性好。 d.动摩擦阻力小。e.体积小，分量轻，本钱低。f.密封部位构造简单，拆装方便g.既可做静密封也可做动密封。h.尺寸和沟槽已被规范化，选用和外购方便。 其缺陷是，在做动密封启动时，摩擦阻力较大，约为动摩擦力的34倍，在高压下易被挤入间隙。1.2 表示方法1

2、GB/T3452.1-1982的表示方法的表示方法 内径内径d1 线径线径d2比如：比如：1O形圈形圈 20 2.4 GB3452.1-82 20 代表代表O形圈内径为形圈内径为20mm 2.4 代表代表O形圈的截面直径是形圈的截面直径是2.4mm GB3452.1 代表的是规范号，代表的是规范号， 82 代表的是规范公布年代。代表的是规范公布年代。224002000 GB3452.1-82 2400 代表代表O形圈的截面直径是形圈的截面直径是2.4mm 0200 代表代表O形圈内径为形圈内径为20mm1.2 表示方法2 GB/T3452.1-2019的表示方法的表示方法比如比如1 O形圈形圈

3、 7.51.8G GB/T3452.1 ， 7.5内径内径 1.8断面直径断面直径 G系列系列 G通用通用O形圈形圈 ) A宇航用宇航用O形圈形圈 2A 0075G GB/T3452.1 AO形圈线径形圈线径1.80mm BO形圈线径形圈线径2.65mm CO形圈线径形圈线径3.55mm DO形圈线径形圈线径5.30mm EO形圈线径形圈线径7.30mm二、O形圈密封任务形状2.1 静密封用O形圈的作用 O型密封圈是一种挤压型密封，挤压型密封的根本任务原理是依托密封件发生弹性变形，在密封接触面上呵斥接触压力，接触压力大于被密封介质的内压，那么不发生走漏，反之那么发生走漏。像这种借介质本身来改动

4、O形圈接触形状使之实现密封的过程，称为“自封作用。 O形圈预密封PPPP 3m axPP3 ma x2.1 静密封用O形圈的作用 自密封作用：由于预密封作用，O形圈与被密封光滑面和沟槽底面严密接触。这样当流体经过间隙进入沟槽时只能对O形圈的一侧面起作用。当流体压力较大时，把O形圈推向沟槽另一侧面而挤压成D形，并把压力传送给接触给接触面。 O形圈的自封是有限的，当内压过高时，会出现O形圈的“胶料挤出现象。即密封部位因有间隙存在，受高压作用的O形圈在间隙处会产生应力集中，当应力到达O形圈的料胶不能接受时，料胶就会被挤出来，此时虽然O形圈还能暂时维持密封，但实践已损坏。因此要严厉选型。2.2 动密封

5、用O形圈的作用 O形圈在动密封中，其预密封效果和自密封作用与静密封一样。但由于杆运动时很容易将流体带到O形圈和杆之间，因此情况比较复杂。 任务中，假设O形圈左侧作用着介质压力P1如图a，假设将O形圈与杆接触部位放大图b，其接触外表实践是凹凸不平的，并非每一点都与金属外表接触。由于自封作用，O形圈对杆产生的接触压力大于P1而得到密封。但当杆开场向右挪动时附着在杆上的介质被带到楔形狭缝图c。由于流体动压效应这部分介质的压力比P1大。当它大于O形圈对杆的接触力时，介质便挤入O形圈的第一个凹槽处图d，杆继续向右挪动时介质不断地进入下一个凹槽，介质便沿着杆运动的方向泄露。当杆向左运动时，由于赶运动方向与

6、杆压力方向相反，故不易泄露。走漏量是随着介质的粘度和杆的运动速度提高而增大的，还与O形圈的尺寸、任务压力等密切相关。a 压力作用于O形圈一侧b 接触部位放大图c 油被带到楔形狭缝d 油被挤入O形圈第一凹槽往复运动中橡胶O形圈的泄露back2.3 O形圈的密封方式1 按密封件与被密封安装的相对运动形状可以分为：按密封件与被密封安装的相对运动形状可以分为： 静密封、往复动密封、转动密封和开关密封。静密封、往复动密封、转动密封和开关密封。2 按按O形圈在矩形沟槽中紧缩密封配合的紧缩量大小松紧程度可分为：压紧、形圈在矩形沟槽中紧缩密封配合的紧缩量大小松紧程度可分为：压紧、 套紧、液动、气动和转动套紧、

7、液动、气动和转动5种根本密封配合，以及在端面倒角槽中挤严密封配种根本密封配合，以及在端面倒角槽中挤严密封配 合。此外还有滑动密封和浮动密封两种特殊密封方法。合。此外还有滑动密封和浮动密封两种特殊密封方法。3 按被密封件的构造可分为：端面密封即轴向密封、角密封孔端面倒角槽密封、按被密封件的构造可分为：端面密封即轴向密封、角密封孔端面倒角槽密封、 轴端面倒角槽密封、圆柱密封即径向密封圆柱内径密封活塞杆密封、圆轴端面倒角槽密封、圆柱密封即径向密封圆柱内径密封活塞杆密封、圆 柱外径密封活塞密封、圆锥面密封和球面密封。柱外径密封活塞密封、圆锥面密封和球面密封。三、O形圈的设计运用3.1 O形圈的运用参数

8、 3.1.1 紧缩率 紧缩率W通常用下式表示：W=d2-h/d2 100% 式中d2 -O型圈在自在形状下的截面直径(mm) h -O型圈槽底与被密封外表的间隔 沟槽深度，即O型圈紧缩后 的截面高度(mm) 在选取O形圈的紧缩率时,应从如下3方面思索： 1要有足够的密封接触面积； 2摩擦力尽量小； 3尽量防止永久变形。 3.1.1 紧缩率 O型密封圈紧缩率W的选择应思索运用条件，静密封或动密封；静密封又可分为径向密封与轴向密封；径向密封的走漏间隙是径向间隙，轴向密封的走漏间隙是轴向间隙。轴向密封根据压力介质作用于O形圈的内径还是外径又分受内压和受外压两种情况，内压添加的拉伸，外压降低O形圈的初

9、始拉伸。上述不同形式的静密封，密封介质对O形圈的作用方向是不同的，所以预压力设计也不同。对于动密封那么要区分是往复运动密封还是旋转运动密封。 1静密封：圆柱静密封安装和往复运动式密封安装一样，普通取W=10%15%；平面静密封安装取W=15%30%。2对于动密封而言，可以分为三种情况；往复运动普通取W=10%15%。 旋转运动密封在选取紧缩率时必需求思索焦耳热效应，普通来说，旋转运动用O形圈的内径要比轴径大3%-5%，外径的紧缩率W=3%-8%。低摩擦运动用O型圈，为了减少摩擦阻力，普通均选取较小的紧缩率，即W=5%-8%，此外，还要思索到介质和温度引起的橡胶资料膨胀。通常在给定的紧缩变形之外

10、，允许的最大膨胀率为15%，超越这一范围阐明资料选用不适宜，应改用其他资料的O形圈，或对给定的紧缩变形率予以修正。3.1.2 拉伸量 O型圈在装入密封沟槽后，普通都有一定的拉伸量。与紧缩率一样，拉伸量的大小对O型圈的密封性能和和运用寿命也有很大的影响。拉伸量大不但会导致O型圈安装困难，同时也会因截面直径d2发生变化而使紧缩率降低，以致引起泄漏。拉伸量a可用下式表示： =(d+d2)/(d1+d2) 式中d-轴径mm；d1-O形圈内径mm。 拉伸量的取值范围为1%-5%。如表一给出了O型圈拉伸量的引荐值，可根据轴径的大小，按表选限取O型圈的拉伸量。密封形式密封形式 密封介质密封介质 拉伸量拉伸量

11、（%） 压缩率压缩率w（%） 静密封液压油 1.031.04 1525 空气 1.01 1525 往复运动液压油 1.02 1217 空气 1.01 1217 旋转运动液压油 0.95 38 表一表一 O O型圈紧缩率与拉伸量的限取范围型圈紧缩率与拉伸量的限取范围3.2 O形圈的安装沟槽 O形圈紧缩量的大小主要由安装沟槽的构造和尺寸来保证。常用的沟槽外形有矩形和三角形，普通情况三角形仅用于某些固定密封。由于紧缩量不同所以静密封、往复运动密封、选装运动密封的沟槽虽外形类似，但尺寸各不一样。3.2.1 槽宽槽宽主要从下面三个方面思索：1必需大于O形圈紧缩变形后的最大直径。2必需思索到O形圈由于运动

12、发热引起的膨胀和介质溶胀。3必需保证往复运动时槽内有一定的空间使O形圈滚动自若。普通以为，O形圈 的截面面积至少应占据矩形截面面积的85%，在许多场所下取槽宽为O形圈截 面直径的1.5倍。注：沟槽太窄会增大运动时的摩擦阻力，O形圈磨损加大，易损；沟槽太宽使得O形圈的游动范围增大，也易磨损，且在静密封的脉动压力下，O形圈也能够 产生脉动游动出现异常磨损。另外，当内压很高时必需用挡圈，槽宽应相应 增大。3.2 O形圈的安装沟槽3.2.2 槽深 槽深是O形圈能否良好任务的关键尺寸，主要取决O形圈的紧缩变形量。此变形量由O形圈内径处的紧缩变形量1和O形圈外径处的紧缩变形量2组成，当1=2时 ，O形圈截

13、面与槽截面中心重合，两种希望的圆周相等，说明O形圈安装时未遭到拉伸；当12时 ，O形圈截面中心的周长小于沟槽中心的周长，阐明O形圈以拉伸形状在沟槽内；当12时，O形圈截面周长大于沟槽截面中心周长，此时O形圈以周向紧缩来运用，装配时，O形圈会出现弹跳景象。设计槽深时应首先确定O形圈的运用方式，然后再去选定合理的紧缩变形率详见表一。 除此之外，也要思索资料对介质的溶胀性，资料本身的膨胀性等相关因素，需思索诸多设计要素。但国家对于沟槽的构造曾经给出相关规范。3.2 O形圈的安装沟槽3.2.3 沟槽的选择设计1.沟槽的安装方式 a 径向 活塞密封沟槽b 径向 活塞杆密封沟槽3.2.3 沟槽的选择设计1

14、.沟槽的安装方式c 径向 带挡圈的沟槽d 轴向 沟槽阐明：1普通情况，为防止O形圈被挤入间隙而损坏，当液体任务压力超越 10MPa时，固定密封当液体压力超越32MPa时，应加密封挡圈如图c， 挡圈多少视O形圈受压情况而定。 2轴向密封外部受压时留意加直径d8处凸台，以防止O形圈进入管路。表二表二 O形圈径向沟槽尺寸形圈径向沟槽尺寸O形圈截面直径d21.802.653.555.307.00沟槽宽度气动密封2.23.44.66.99.3液压动密封或静密封b+0.252.43.64.87.19.59.5b1+0.253.85.06.29.012.3b2+0.255.26.47.610.915.1沟槽

15、深度t活塞杆密封，（计算d3用）液压动密封1.422.162.964.485.95气动动密封1.462.233.034.656.20静密封1.382.072.744.195.67活塞杆密封，（计算d6用）液压动密封1.472.243.074.666.16气动动密封1.572.373.244.866.43静密封1.422.152.854.365.89最小倒角长度Zmin1.11.51.82.73.6槽底圆角半径r10.2-0.40.4-0.80.8-1.2槽楞圆角半径r20.1-0.3活塞杆密封沟槽槽底最大直径d3max=d4+2t，d4活塞杆直径活塞杆密封沟槽槽底最小直径d6min=d5max

16、+2t，d5max活塞杆最大直径3.2.3 沟槽的选择设计1.沟槽的安装方式 O形圈的沟槽尺寸系列，中国已制定有规范，详见表三。表三表三 密封用沟槽尺寸及紧缩量密封用沟槽尺寸及紧缩量3.2.3 沟槽的选择设计3. O形圈沟槽加工要求 为防止划伤和安装不当等问题呵斥的泄露， O形圈在安装时对沟槽及相关 部件的精度都有一定要求。 首先，安装时经过的尖叫需倒钝或修圆，经过的内孔应倒1020坡口。 其次，留意O形圈安装途径上的外表精度，轴须有较低的粗糙度值，必要时 需涂以光滑剂，对于安装沟槽及配合外表精度的要求详见表四。表四表四 O O形橡胶密封沟槽各配合偶件的外表光洁度形橡胶密封沟槽各配合偶件的外表

17、光洁度3.3 O形圈的资料选用O形圈资料选择主要思索以下几点： 1O形圈的任务形状 是指O形圈用于静密封、动密封还是滑动密封。 2机器的任务形状 指机器处于延续任务还是断续任务，并思索倒每次断续 时间的长短，能否有冲击载荷作用在密封部位。 3任务介质的情况 任务介质是气体还是液体，并思索其物理和化学性能。 4任务压力 压力大小，动摇幅度和频率以及瞬时出现的最大压力等。 5任务温度 包括瞬时出现的温度以及冷热交替出现的温度。 6价钱与来源。 普通来说耐油用丁腈橡胶，耐天候和臭氧用氯丁橡胶，耐热用丙烯酸酯橡胶或氟橡胶，耐高压、耐磨用聚氨酯橡胶，耐寒同时又耐油用共聚氯醇橡胶等。各种胶料的适用范围详见表五。其他见附件材料材料适用介质适用介质使用温度使用温度/备注备注运动用运动用静止用静止用丁腈橡胶矿物油，汽油，苯80-30120氯丁橡胶空气，水，氧80-40120运动用应注意丁基橡胶动、植物油，弱酸，