型圈、密封圈设计doc

材质性能橡胶材质材质说明优缺点经常用途丁睛胶NBR

(NitrileRubber)由丙烯睛与丁二烯共聚合而成，丙烯睛含量由18%~50%，丙烯睛含量愈高，对石化油品碳氢燃料油之抵抗性愈好，但低温性能则变差，一般使用温度范围为-25~100℃。丁睛胶为目前油封及O型圈最常用之橡胶之一。优点：

具良好的抗油、抗水、抗溶剂及抗高压油的特性。

具良好的压缩歪，抗磨及伸长力。

缺点：

不适合用于极性溶剂之中，例如酮类、臭氧、硝基烃，MEK和氯仿。用于制作燃油箱、润滑油箱以及在石油系液压油、汽油、水、硅润滑脂、硅油、二酯系润滑油、甘醇系液压油等流体介质中使用的橡胶零件，特别是密封零件。可说是目前用途最广、成本最低的橡胶密封件。氢化丁睛胶HNBR

(HydrogenateNitrile)氢化丁睛胶为丁睛胶中经由氢化后去除部份双链，经氢化后其耐温性、耐候性比一般丁睛橡胶提高很多，耐油性与一般丁睛胶相近。一般使用温度范围为-25~150℃。优点：

较丁睛胶拥有较佳的抗磨性

具极佳的抗蚀、抗张、抗撕和压缩歪的特性

在臭氧、阳光及其它的大气状况下具良好的抵抗性

一般来说适用于洗衣或洗碗的清洗剂中

缺点：

不建议使用于醇类，酯类或是芳香族的溶液之中。空调制冷业，广泛用于环保冷媒R134a系统中的密封件。

汽车发动机系统密封件。氟橡胶FPM/FKM

(FluoroCarbonRubber)分子内含氟之橡胶，依氟含量(即单体构造)而有各种类型。目前广用的六氟化系氟橡胶最早由杜邦公司以”Viton”商品名上市。耐高温性优于硅橡胶，有极佳的耐化学性、耐大部分油及溶剂(酮、酯类除外)、耐候性及耐臭氧性；耐寒性则较不良，一般使用温度范围为-20~250℃。特殊配方可耐低温至-40℃。优点：

可抗热至250℃

对于大部份油品及溶剂都具有抵抗的能力，尤其是所有的酸类、脂族烃、芳香烃及动植物油

缺点：

不建议使用于酮类，低分子量的酯类及含硝的混合物。汽车、机车、柴油发动机及燃料系统。

化工厂的密封件。

三元乙丙胶EPDM

(EthylenepropyleneRubber)由乙烯及丙烯共聚合而成主链不合双链，因此耐热性、耐老化性、耐臭氧性、安定性均非常优秀，但无法硫磺加硫。为解决此问题，在EP主链上导入少量有双链之第三成份而可硫磺加硫即成EPDM，一般使用温度范围为-50~150℃。对极性溶剂如醇、酮、乙二醇及磷酸脂类液压油抵抗性极佳。优点：

具良好抗候性及抗臭氧性

具极佳的抗水性及抗化学物

可使用醇类及酮类

耐高温蒸气，对气体具良好的不渗透性

缺点：

不建议用于食品用途或是暴露于芳香氢之中。高温水蒸汽环境之密封件。

卫浴设备密封件或零件。

制动(剎车)系统中的橡胶零件。

散热器(汽车水箱)中的密封件。硅橡胶SI

(SiliconeRubber)硅胶主链由矽（-Si-O-Si）结合而成。具有极佳的耐热、耐寒、耐臭氧、耐大氧老化.有很好的电绝缘性能。抗拉力强度较一般橡胶差且不具耐油性.优点：

经调制配方后抗张强度可达1500PSL及抗撕裂性可达88LBS。弹性良好及具有良好的压缩性。对中性溶剂具有良好的抵抗性。具极佳的抗热性。具极佳的抗寒性。对于臭氧及氧化物的侵蚀具极佳的抵抗性。极佳的电绝缘性能。隔热、散热性能。

缺点：

不建议使用于大部分浓缩的溶剂、油品、浓缩酸及经稀释后的氢氧化钠中。家用电器行业所使用的密件或橡胶零件，如电热壹、电烫斗、微波炉内的橡胶零件。

电子行业的密封件或橡胶零件，如手机按键、DVD内的减震垫、电缆线接头内的密封件等。与人体有接触的程式用品上的密封件，如水壶、饮水机等。天然橡胶NR

(NaturalRubber)由橡胶树采集胶乳制成，是异戊二烯的聚合物。具有很好的耐磨性、很高的弹性、扯断强度及伸长率。在空气中易老化，遇热变黏，在矿物油或汽油中易膨胀和溶解，耐碱但不耐强酸。优点：

良好的耐磨性、很高的弹性、扯断强度及伸长率，较好的气密性，较好的耐碱性。

缺点：

耐天候老化性不好。

耐油及耐溶剂性较差。是制作胶带、胶管、胶鞋的原料，并适用于制作减震零件、在汽车剎车油、乙醇等带氢氧根的液体中使用的制品。丁苯胶SBR

(StyreneButadieneCopolyme)丁二烯与苯乙烯之共聚合物，与天然胶比较，品质均匀，异物少，但机械强度则较弱，可与天然胶掺合使用。优点：

低成本的非抗油性材质

良好的抗水性，硬度70以下具良好弹力

高硬度时具较差的压缩歪

可使用大部份中性的化学物质及干性、滋性的有机酮

缺点：

不建议使用强酸、臭氧、油类、油酯和脂肪及大部份的碳氢化合物之中。广用于轮胎业、鞋业、胶布业及输送带行业等。丁基橡胶IIR

(ButylRubber)为异丁烯与少量isoprenes聚合而成，保有少量不饱合基供加硫用，因甲基的立体障碍分子的运动比其它聚合物少，故气体透过性较少，对热、日光、臭氧之抵抗性大，电器绝缘性佳；对极性溶剂如醇、酮、酯等抵抗大，一般使用温度范围为-54~110℃。优点：

对大部份一般气体具不渗透性

对阳光及臭氧具良好的抵抗性

可暴露于动物或植物油或是可氧化的化学物中

缺点：

不建义与石油溶剂，胶煤油和芳氢同时使用。用于制作耐化学药品、真空设备的橡胶零件。氯丁胶CR

(Neoprene、Polychloroprene)由氯丁烯单体聚合而成。硫化后的橡胶弹性耐磨性好，不怕阳光的直接照射，有特别好的耐大气老化性能，不怕激烈的扭曲，不怕二氯二氟甲烷和氨等制冷剂，耐稀酸、耐硅酯系润滑油，但不耐磷酸酯系液压油。在低温时易结晶、硬化，贮存稳定性差，在苯胺点低的矿物油中膨胀量大。一般使用温度范围为-50~150℃。优点：

弹性良好及具良好的压缩变形。

配方内不含硫磺因此非常容易来制作

具抗动物及植物油的特性

不会因中性化学物，酯肪、油脂、多种油品，溶剂而影响物性

具防燃特性

缺点：

不建议使用强酸、硝基烃、酯类、氯仿及酮类的化学物之中。耐R12制冷剂的密封件。家电用品上的橡胶零件或密封件。

适合用来制作各种直接接触大气、阳光、臭氧的零件。

适用于各种耐燃、耐化学腐蚀的橡胶制品。氯磺化聚乙烯胶CSM

(Hypalon、Polyethylene)氯磺化聚乙烯为杜邦公司专利的合成橡胶。耐热性、耐候性、耐臭氧性均佳；耐酸性也佳，常用于耐氧化性药品(硝酸、硫酸)之处，一般使用温度范围为-45~120℃。极佳的抗磨蚀性

拥有和丁睛胶相同的低磨擦表面

对于油剂及溶剂的抵抗性介于丁睛胶及氯丁胶之间

建议使用水中来防渗漏

缺点：

不建议暴露于浓缩的氧化酸、硝基烃、酯类、酮类及芬香氢。硅橡胶SI

(SiliconeRubber)硅胶主链由硅(-si-o-si)结合而成。具有极佳的耐热、耐寒、耐臭氧、耐大气老化。有很好的电绝缘性能。抗拉力强度较一般橡胶差且不具耐油性。优点：

经调制配方后抗张强度可达1500PSI及抗撕裂性可达88LBS

弹性良好及具有良好的压缩歪

对中性溶剂具有良好的抵抗性

具极佳的抗热性

具极佳的抗寒性

对于臭氧及氧化物的侵蚀具极佳的抵抗性

极佳的电绝缘性能

隔热、散热性佳

缺点：

不建议使用于大部份浓缩的溶剂、油品、浓缩酸及经稀释后的氢氧化钠之中。家用电器行业所使用的密封件或橡胶零件，如电热壶、电烫斗、微波炉内的橡胶零件。

电子行业的密封件或橡胶零件，如手机按键、DVD内的减震垫、电缆线接头内的密封件等。

与人体有接触的各式用品上的密封件，如水壶、饮水机等。硅氟橡胶FLS

(FluorinatedSiliconeRubber)矽氟橡胶为硅橡胶经氟化处理，其一般性能兼具有氟橡胶及矽橡胶的优点；其耐油、耐溶剂、耐燃料油及耐高低温性均佳，一般使用温度为-50~200℃。优点：

适用于特别用途，如要求能抗含氧的化学物、含芳香氢的溶剂及含氯的溶剂的侵蚀。

缺点：

不建议暴露于煞车油，酮类及胼的溶液中太空机件上。全氟橡胶FFPM

(Perfluoroelastomer)类似聚四氟乙烯（PTFE）材料，全氟橡胶具有优异耐化学性和耐高温性。普通全氟橡胶工作温度为

-250℃+240℃,特殊橡胶可达+320℃。优点：

最佳耐热特性

优异的抗化学特性

低Outgassing特性

优异之抗Plasma特性

缺点：

耐低温特性较差

原料价格较高

生产难度较高全氟系列产品广泛地运用于半导体产业及信息相关产业所运用,运用范围包含薄膜制程中之PVC,CVD及蚀刻制程及各种高真空密封制程。丙烯酸酯橡胶ACM

(PolyacrylateRubber)由AlkylEsterAcrylate为主成份聚合而成之弹性体，耐石化油、耐高温、耐候性均佳，在机械强度、压缩变形率及耐水性方面则较弱，比一般耐油胶稍差。一般使用温度范围为-25~170℃。优点：

适用于汽车传动油之中

具良好的抗氧化及抗候性

具抗弯曲变型的功能

对油品有极佳的抵抗性

适用于汽车传动系统及动力方向盘之中

缺点：

不适用于热水之中

不适用于煞车油之中

不具耐低温的功能

不适用于磷酸酯之中汽车传动系统及动力系统密封件。聚氨酯橡胶PU

(UrethaneRubber)聚氨酯橡胶机械物性相当好，高硬度、高弹性、耐磨耗性均是其它橡胶类所难相比；耐老化性、耐臭氧性、耐油性也相当好。一般使用温度范围为-45~90℃。优点：

耐磨、耐高压

缺点：

不耐高温工业上耐高压、耐磨密封件，如液压缸密封件。

高压高荷电系统物性对比表名称NRIRSBRBRIIREPDMCRNBRPuCSMACMECOVAESIFPM拉力/TensileStrength544222445412414伸长/Elongation554244445411151弹性/ReboundResistance552514545222222撕断力/TearResistance542222445212212耐磨/AbrasionResistance555554455422412撞击力/ImpactStrengthResistance555444545414212气密性/GasImpermeabilityResistance222252544425414耐氧化/OxygenResistance222254424544555耐臭氧/OzoneResestance111145414545555耐候/WeatheringResestance222255424444555耐日光/FlameResistance112255414544555耐热/HeatResistance112245422444455低温性/LowTemperatureResistance442424224214454油与汽油/OilandFuleResistance111111344344225动植物油/AnimalandVegetableOilResistance222244454455235酒精/AlcoholResistance444443543544444碱液/AlkalineResistance222254541513413酸液/AcidResistance333344441422224溶剂油/Aliphatic-solventResistanceAliphatic111111454454215Aromatic111111231224115氧化溶剂/OxygenAten-solventResistance444455111211221耐水性/WaterResistance554555442414444材质耐温表橡胶材质一般材质温度范围(℃)特殊配方可达到的温度范围(℃)丁晴胶-40～100-50～150氢化丁晴胶（HNBR）-20～150-40～175乙丙胶（EPDM）-40～150-50～200硅橡胶（SI）-50～220-100～250氟橡胶（FPM）-20～200-40～250硅氟橡胶（FLS）-50～175-60～200丁苯胶（SBR）-30～100-50～100氯丁胶（CR）-40～100-50～150丁基橡胶（IIR）-50～100-60～130氯磺化聚乙烯胶（CSM）-40～120丙烯酸脂橡胶（ACM）-15～150-25～175天然橡胶（NR）-20～100聚氨酯橡胶（PU）-30～75-50～100尺寸公差

内径ID/mm公差（+/-）内径ID/mm公差（+/-）内径ID/mm公差（+/-）1.80-2.500.1371.01-73.000.64243.01-250.001.882.51-4.500.1473.01-75.000.66250.01-258.001.934.51-6.300.1575.01-77.500.67258.01-265.001.986.31-8.500.1677.51-80.000.69265.01-272.002.028.51-10.000.1780.01-82.500.71272.01-280.002.0810.01-11.200.1882.51-85.000.73280.01-290.002.1411.21-14.000.1985.01-87.500.75290.01-300.002.2114.01-16.000.2087.51-90.000.77300.01-307.002.2516.01-18.000.2190.01-92.500.79307.01-315.002.3018.01-20.000.2292.51-95.000.81315.01-325.002.3720.01-21.200.2395.01-97.500.83325.01-335.002.4321.21-23.600.2497.51-100.000.84335.01-345.002.4923.61-25.000.25100.01-103.000.87345.01-355.002.5625.01-26.500.26103.01-106.000.89355.01-365.002.6226.51-28.000.28106.01-109.000.91365.01-375.002.6828.01-30.000.29109.01-112.000.93375.01-387.002.7630.01-31.500.31112.01-115.000.95387.01-400.002.8431.51-33.500.32115.01-118.000.97400.01-412.002.9133.51-34.500.33118.01-122.001.00412.01-425.002.9934.51-35.500.34122.01-125.001.03425.01-437.003.0735.51-36.500.35125.01-128.001.05437.01-450.003.1536.51-37.500.36128.01-132.001.08450.01-462.003.2237.51-38.700.37132.01-136.001.10462.01-475.003.3038.71-40.000.38136.01-140.001.13475.01-487.003.3740.01-41.200.39140.01-145.001.17500.01-515.003.5441.21-42.500.40145.01-150.001.20515.01-530.003.6342.51-43.700.41150.01-155.001.24530.01-545.003.7243.71-45.000.42155.01-160.001.27545.01-560.003.8145.01-46.200.43160.01-165.001.31560.01-580.003.9346.21-47.500.44165.01-170.001.34580.01-600.004.0547.51-48.700.45170.01-175.001.38600.01-615.004.1348.71-50.000.46175.01-180.001.41615.01-630.004.2250.01-51.500.47180.01-185.001.44630.01-650.004.3451.51-53.000.48185.01-190.001.48650.01-670.004.4653.01-54.500.50190.01-195.001.5154.51-56.000.51195.01-200.001.5556.01-58.000.52200.01-206.001.590-1.800.0858.01-60.000.54206.01-212.001.6360.01-61.500.55212.01-218.001.672.66-3.550.1061.51-63.000.56218.01-224.001.7163.01-65.000.58224.01-230.001.755.31-7.000.1565.01-67.000.59230.01-236.001.7967.01-69.000.61236.01-243.001.838.71-10.400.2269.01-71.000.63*凡属公制尺寸或未标准公差尺寸之O型圈皆可适用此标准。*依据：DIN3771。沟槽尺寸设定方法

压缩率的设定使用范围：6～30%E（%）：压缩率

σ（mm）：压缩余量（=W-H）

W（mm）：O型圈载径

H（mm）：沟槽深度充填率的设定使用范围：max90%、中央值75%（设计的目标值）n（%）：充填率

G（mm）：沟槽宽

W（mm）：O型圈载径

H（mm）：沟槽深度安装建议:

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，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：

１、获得初始密封接触应力

２、补偿产品公差（在间隙配合中连接二者）

３、保证一定的摩擦力；

４、补偿永久压缩变形（损失）；

５、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＜５０mm）．

当Ｏ型圈装在外沟槽中（作为“内圆密封”），Ｏ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１％。若超过以上拉伸或压缩量，会导致Ｏ型圈截面尺寸的过度增加或减少，这会影响Ｏ型圈的工作寿命。Ｏ型圈沿周长方向拉伸１％，会导致其截面尺寸缩小０.５％。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

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DIN4768/1T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动密封配合面0.1-0.41.6沟槽槽底、槽侧面1.66.3导入面3.212.5静密封配合表面压力脉动0.86.3压力恒定1.66.3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１％到３％），如图１-10。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３％，如图１-11。表1-5矩形沟槽尺寸-轴向压缩。d2h+0.10b+0.20r1r21.501.101.900.2-0.41.801.302.402.001.502.602.502.003.202.652.103.603.002.303.900.4-0.80.2-0.43.552.804.804.003.255.205.004.006.505.534.357.206.005.007.807.005.759.600.8-1.28.006.8010.409.007.7011.7010.008.7013.0012.0010.6015.60工业用静密封沟槽设计建议（径向）表1-6静密封沟槽尺寸-径向压缩：图1-12O型圈的尺寸d2tb+0.20zr1r21.501.101.901.50.2-0.41.801.402.401.52.001.502.601.52.502.003.201.52.652.203.602.03.002.303.902.00.4-0.80.1-0.33.552.904.802.04.003.255.203.05.004.106.503.05.304.507.203.06.005.007.803.67.005.909.604.00.8-1.28.006.8010.404.59.007.7011.704.510.008.7013.004.512.0010.6015.604.5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+0.2zr1r21.501.301.901.50.2-0.40.1-0.31.801.452.401.52.001.702.601.52.502.103.3