密封圈压缩量参考设计

1、影响密封性能的其它因素1 ） O 形圈的硬度O 形圈材料硬度是评定密封性能最重要的指标。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 的丁晴密封都能满足大部分的使用条件，故对密封材料不作特殊说明，一般提供邵氏A70 的丁晴橡胶。2 ）挤出间隙最大允许挤出间隙gmax 和系统压力、O 形圈截面直径以及和材料的硬度有关。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形圈被挤出损坏。最大允许挤出间隙gmax压力 MPa O 形圈截面直径W1.78 2.623.535.337.00邵氏硬度A70 3.50 0.080.090.100.1

2、3 0.15 7.00 0.050.070.080.09 0.10 10.50 0.030.040.050.07 0.08邵氏硬度A80 3.50 0.100.130.150.18 0.20 7.00 0.080.090.100.13 0.15 10.50 0.050.070.080.09 0.10 14.00 0.030.040.050.07 0.08 17.50 0.020.020.030.03 0.04邵氏硬度A90 3.50 0.130.150.200.23 0.25 7.00 0.100.130.150.18 0.20 10.50 0.070.090.100.13 0.15 14.0

3、0 0.050.070.080.09 0.10 17.50 0.040.050.070.08 0.09 21.00 0.030.040.050.07 0.08 35.00 0.020.030.030.04 0.04注： 1 、当压力超过5MPa时，建议使用挡圈；2 、对静密封应用场合，推荐配合为H7/g6 。3 ）压缩永久变形评定 O 形圈密封性能的另一指标，即该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，会出现永久的塑性变形。压缩永久变形d可由下式确定：式中： b0-原始厚度（截面直径W） ， b1-压缩状态下的厚度，b2-释放后的厚度通常，为防止

4、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 。4）预压缩量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。通常，在静密封中约为1530，而在动密封中约为925。具体可参照下面图表进行选择。5）拉伸与压缩将 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少，因为拉伸1 相应地使截面直径W 减少约为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。6

5、） O 形圈用作旋转轴密封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，须考虑拉长的橡胶圈受热后会收缩这一现象，故选择密封圈时其内径要比被它密封的轴径约大 2。密封圈安装在沟槽后，导致密封圈受到径向压缩，O 形圈圈在沟槽中形成微量波纹状，从而改善了润滑条件。沟槽尺寸设定方法压缩率的设定使用范围：6 30%充填率的设定使用范围：max90%、中央值75%（设计的目标值）安装建议:E（ %）：压缩率 （ mm）：压缩余量（=W-H）W（ mm）： O型圈载径H（ mm）：沟槽深度n（ %）：充填率G（ mm）：沟槽宽W（ mm）： O型圈载径H（ mm）：

6、沟槽深度基本要求：在安装O型圈之前，检查以下各项：引入角是否按图纸加工？内径是否去除毛刺？锐边是否倒圆？加工残余，如碎屑、脏物、外来颗粒等，是否已去除？螺纹尖端是否已遮盖？密封件和零件是否已涂润滑脂或润滑油?（要保证与弹性体的介质相容性。推为用所密封的流体来润滑。）不得使用含固体添加剂的润滑脂，如二硫化钼，硫化锌。手工安装：使用无锐边的工具；保证 O型圈不扭曲，使用辅助工具保证正确定位；尽量使用安装辅助工具；不得过量拉伸O 型圈；对于用密封条粘接成的O 型圈，不得在连接处拉伸。安装过螺纹、花键等：当 O型圈拉伸后，要通过螺纹、花键、键槽等时，必须使用安装心轴。该心轴可以用较软的金属或塑料制成，

7、并不得有毛刺和锐边。自动话安装：自动化安装O型圈要求有充分的准备。通常对O型圈的表面有集中方法来处理，以减小安装磨擦力小、防止粘连，容易分理。对于那些尺寸不稳定的零件的处理与安装，需要丰富的经验。要获得可靠的自动化装配，需要对O型圈进行特别的操作和包装压缩率 :O型圈在沟槽中的初始变形（挤压量）对其密封作用是必要的：、获得初始密封接触应力、补偿产品公差（在间隙配合中连接二者）、保证一定的摩擦力；、补偿永久压缩变形（损失）；、补偿磨损。对于不同的应用，下面列出了其初始变形量与截面直径（d2）的比例动密封应用：6%-20%静密封应用：15%-30%在设计时，可根据图1-5 和图 1-6 中推荐的初

8、始压缩变形量来设计沟槽尺寸：以上二图中的初始压缩变形量是根据ISO3601-2 标准，考虑了负载与截面直径的关系后制成的。由于初始变化的程度不同，以及密封材料的硬度不同，O 型圈的压缩压力的大小也有所不同。图 1-7 显示了 O 型圈圆周每厘米长度上所承受的压缩力的大小。该图可用于估计静密封应用时O型圈的总的压缩力的大小。拉伸与压缩是O型圈在沟槽中安装的两种形态。在径向密封的结构配置中，O 型圈装在内沟槽中（作为“外圆密封”）， O 型圈必须受到拉伸， 且其内径拉伸后大于沟槽的外径。在安装后的状态，O型圈的最大伸长量应该为3%（内径50mm）或5%（内径mm）当型圈装在外沟槽中（作为“内圆密封

9、”），型圈沿圆周长方向被压缩。在安装后的状态，其最大周长压缩量为。若超过以上拉伸或压缩量，会导致型圈截面尺寸的过度增加或减少，这会影响型圈的工作寿命。型圈沿周长方向拉伸，会导致其截面尺寸缩小. 。技术参数:O型圈可以广泛应用在各种环境。环境的温度、压力、速度和介质决定了密封材料的选择。为了正确地评估O型圈是否对某种具体应用适用，我们必须对所有的工作参数及其相互影响予以考虑：工作压力静密封内径大于50mm的 O型圈在5Mpa以下工作时，不需要挡圈；内径小于50mm的 O型圈在10Mpa以下工作时，不需要挡圈；（与材料硬度、载面尺寸、间隙有关系）40Mpa以下，必须使用挡圈；50Mpa以内，使用特

10、殊的挡圈。注意最大许可间隙。动密封压力小于5Mpa的往复运动，不需要使用档圈；大于5Mpa，必须使用档圈。速度（与材料、应用有关）往复运动速度最大0.5m/s ；旋转运动速度最大0.5m/s ；温度 60至+325（与材料种类和介质相容性有关）在评估时，极端温度和连续工作温度都要予以考虑。对于动密封，由于摩擦生热造成的温度升高，要特别注意。介质由于有着许多不同特性的密封材料可供选择，德克的密封件可满足几乎所有液体、气体和各种化学介质的使用要求。沟槽设计 导入倒角正确的沟槽设计可以从一开始就消除可能的损伤和密封失效。由于O型圈安装时受挤压，所以设计O 型圈导入过程中接触的零件时，必须要有规定倒角

11、和倒圆。倒角最小长度Z，作为与O型圈截面直径相关的函数，列于下表中：表 1-1 导入倒角导入倒角最小长度（Zmin）O型圈截面直径d215°20°2.51.5 1.783.02.0 2.623.52.5 3.534.53.5 5.335.04.0 6.996.04.5>6.99到如倒角的表面粗糙度为：Rz 4.0mm， Ra 0.8mm上一页 下一页表面粗糙度在压力作用下，弹性体将贴紧不规则的密封表面。对气体或液体密封的紧配合静密封，被密封表面应满足一些基本的要求。密封表面上不得开槽、创痕、凹坑、同心或螺旋状的加工痕迹。对于动密封，配合面的粗糙度要求更高。按照 DIN

12、4768/1T 和 ISO1302 标准中对表面粗糙度的定意，我司对沟槽各个表面的粗糙度要求推荐为如下表：表 1-2 沟槽表面粗糙推荐值：负载类型表面表面粗糙um接触区域如>50%RaRmax配合面0.1-0.41.6动密封沟槽槽底、槽侧面1.66.3导入面3.212.5压力脉动0.86.3配合表面压力恒定1.66.3静密封沟槽槽底、槽侧面压力脉动1.66.3压力恒定3.212.5导入面3.212.5端面密封沟槽设计建议（轴向）O型圈在轴向发生变形。在压力作用下，O型圈会产生径向运动，所以要注意压力的方向。若压力来自内侧，则 O 型圈的外径应该与沟槽的外径接触（其周长压缩到），如图-10

13、 。若压力来自外侧，则O型圈的内径应该与沟槽的内径接触，最大允许拉伸，如图-11 。表 1-5 矩形沟槽尺寸- 轴向压缩。d2h+0.10b+0.20r1r21.501.101.900.2-0.41.801.302.402.001.502.602.502.003.202.652.103.603.002.303.900.4-0.80.2-0.43.552.804.804.003.255.205.004.006.505.534.357.206.005.007.807.005.759.608.006.8010.409.007.7011.700.8-1.210.008.7013.0012.0010.6

14、015.60上一页 下一页的尺寸工业用静密封沟槽设计建议（径向）d2tb+0.20zr1r21.501.101.901.50.2-0.41.801.402.401.52.001.502.601.52.502.003.201.52.652.203.602.03.002.303.902.00.4-0.80.1-0.33.552.904.802.04.003.255.203.05.004.106.503.05.304.507.203.06.005.007.803.67.005.909.604.00.8-1.28.006.8010.404.59.007.7011.704.510.008.7013.00

15、4.512.0010.6015.604.5表 1-6 静密封沟槽尺寸- 径向压缩：注 :t 的公差取决于d3h9+d4H8或 d517+d6H9工业用往复运动密封沟槽设计建议:表 1-7 液压动密封沟槽尺寸- 径向压缩:d2tb+0.2zr1r21.501.301.901.50.2-0.40.1-0.31.801.452.401.52.001.702.601.52.502.103.301.52.652.203.601.53.002.603.901.80.4-0.83.553.054.801.84.003.505.301.85.004.456.702.75.354.657.102.76.005.

16、408.003.67.006.209.503.6表 1-8 气动动密封沟槽尺寸- 径向压缩:d2tb+2.0zr1r21.81.552.301.50.2-0.40.1-0.32.652.353.101.53.553.154.201.80.4-1.205.304.856.402.773.006.408.403.6表 1-9O 型圈挤出极限( 公制 ,mm)O型圈截面直径d222-33-55-7>770 邵氏硬度(A) 的 O型圈压力 (Mpa)径向间隙(S) 3.500.080.090.100.130.15 7.000.050.070.080.090.10 10.50.030.040.05

17、0.070.0890 邵氏硬度(A) 的O型圈压力 (Mpa)径向间隙(S) 3.500.130.150.200.230.25 7.000.100.130.150.180.20 10.50.070.090.100.130.15 14.00.050.070.080.090.10 17.50.040.050.070.080.09 21.00.030.040.050.070.08 35.00.020.030.030.040.04O型圈挤出极限与间隙O型圈在沟槽中受介质压力作用下，会发生变形，“流”向间隙位置，达到密封效果。也就是说， 随着压力的增加，O型圈发生更大的变形，其应力也增加，获得更紧的密封。在O型圈承受高压的情况下，会被挤入到间隙中，造成密封失效。建议使用高硬度抗挤出的挡圈，如聚四氟已烯或硬的橡胶材料。在静密封的应用中，可以通过修改沟槽设计来达到不使用挡圈即可承受更高的压力。设计时我们应该注意使间隙尽可能小。挤出极限的大小取决于O型圈的硬度、工作压力及沟槽间隙大小。O型圈沟槽的径向间隙必须保持在表中给出的最大径向间隙范围内。若公差太大，会导致 O 型圈从间隙挤出（如图）。允许的