O型圈密封结构设计1LiQiang2011-01-07JohnsonControls|January20092O型圈密封结构设计1、O型圈概述2、O型圈密封原理和要求3、O型圈材料特性及选择4、O型圈密封的设计原则5、O型圈密封沟槽设计6、O型圈的性能7、O型圈失效8、O型圈的变形发展9、O型圈生产制造10、问题JohnsonControls|January200931.0O型圈概述O型圈是一种界面形状为圆形的橡胶圈，是液压气动中应用最广泛的密封件JohnsonControls|January200941.1O型圈特点特点：1尺寸小装拆方便2动静密封均可用3静密封几乎没有泄漏4单件使用双向密封5动摩擦力小6价格低JohnsonControls|January200952.1O型圈密封原理O型圈密封是一种挤压型密封。当密封件产生初始形变和应力Pseal，Pw>Pseal时，将不会泄漏。Pm=P0+Pp，Pp=K×P。Pm=P0+K×PK为介质压力传递给O型圈压力的系数（对橡胶，K=1；对无缝钢管？复合密封圈？）因此，只要O型圈存在初始压力，就可实现无泄漏的绝对密封。O型圈密封是一种自密封结构。JohnsonControls|January200962.2O型圈密封压缩变形率选择理论上0压缩也可实现密封，实际是不可能的。偏心工作载荷下，O型圈拉伸，变细，就可能泄漏低温橡胶收缩，变细，可能泄漏（低温会造成橡胶加速老化，失去补偿能力）一般断面有7%-30%的压缩变形率，静密封取大的压缩率（15%-30%），动密封取小的压缩率（9-25%）偏心JohnsonControls|January200972.3O型圈受内压、外压选择受内压O型圈外径与沟槽外径相同受外压O型圈内径与沟槽内径相同防止出现在工作压力下出现O型圈直径变小。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%相应地使截面直径W减小约0.5%。对于孔用（内压）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（内压）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%。受内压受外压JohnsonControls|January200982.4O型圈挤出原理JohnsonControls|January200992.4O型圈允许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,当压力超过5MPa时，建议使用挡圈材料硬度压力MPaO形圈截面直径W1.782.623.535.337.00邵氏硬度A70≤3.500.080.090.100.130.15≤7.000.050.070.080.090.10≤10.500.030.040.050.070.08邵氏硬度A80≤3.500.100.130.150.180.20≤7.000.080.090.100.130.15≤10.500.050.070.080.090.10≤14.000.030.040.050.070.08≤17.500.020.020.030.030.04邵氏硬度A90≤3.500.130.150.200.230.25≤7.000.100.130.150.180.20≤10.500.070.090.100.130.15≤14.000.050.070.080.090.10≤17.500.040.050.070.080.09≤21.000.030.040.050.070.08≤35.000.020.030.030.040.04JohnsonControls|January2009102.4O型圈允许挤出间隙JohnsonControls|January2009112.5O型圈压缩量选择液压-气动-静密封液压-动密封气动-动密封和材料有关的O形圈圆周方向的压缩力JohnsonControls|January2009123.0O型圈材料特性JohnsonControls|January2009133.1O型圈材料特性比较图JohnsonControls|January2009143.2O型圈材料特性排序JohnsonControls|January2009153.3O型圈材料硬度JohnsonControls|January2009163.4O型圈材料特性JohnsonControls|January2009173.5O型圈材料耐化学性JohnsonControls|January2009183.6O型圈材料耐温性JohnsonControls|January2009193.7O型圈材料选择原则外界因素：1，工作状态：动密封，静密封；连续工作，间断工作等2，工作介质：液体、气体还是两相流，及介质的物理化学性能，与介质相容性3，工作压力：介质工作压力高低，压力波幅，瞬时最大压力4，工作温度：瞬时温度和冷热交变温度5，成本来源：成本低，来源广O型圈的硬度硬度：一般为70-90邵氏硬度，静密封选低值70，旋转密封取高值80，极少采用90。MicrosoftOfficeWord97-2003ÎĵµJohnsonControls|January2009204.0O型圈设计原则通则：O型圈密封是挤压式密封，设计主要内容为O型圈的压缩和拉伸。O型圈直径压缩和拉伸。a...
