【专业知识】O型圈密封原理及设计应用，超级干货，建议收藏！

一、O型圈是一种断面形状为圆形的密封元件，它广泛用于各种机械设备中，在一定温度、压力及不同的液体或气体介质中起到密封作用。与其它密封圈相比，具有如下的优越性能：

①、密封部位结构简单，安装部位紧凑，而且重量较轻。

②、有自密封作用，往往只用一个密封件便能完成密封效果。

③、密封性能好，用作静密封时几乎没有泄漏，用作动密封时，只在速度较高时才有些泄漏。

④、运动摩擦阻力很小，对于压力交变的场合也能适应。

⑤、尺寸和沟槽已标准化，成本低，产品易得，便于使用和外购。

与其它密封圈相比，也存在下列三个问题：

①、起动时的摩擦阻力大。

②、用作气动装置的密封时，必须加润滑油，防止磨损。

③、对偶合配件，如运动面、沟槽、间隙等的加工尺寸及精度要求很严。

O型圈的结构设计原理

因为O型圈是安装在各种沟槽中使用，现将安装沟槽情况列于表4-1-3。

压力与密封间隙

O型圈一般是由压缩所产生的回弹来进行密封的，但随着压力的增加，其被挤入密封浊隙而产生形状变化，如图4-1

为了使O型圈具有良好的密封作用并延长使用寿命，必须使O型圈的安装沟槽和密封部位的间隙设计恰当，当间隙过大时O型圈在油压的作用下挤间隙，造成损伤，从而引起泄露。（我们推荐你关注“机械工程师”公众号，第一时间掌握干货知识、行业信息）当工作压力小于9.8Mpa时一般不设计挡圈,当压力大于9.8Mpa时O型圈承压面易被挤出，应加挡圈;若单向受压，在承压面设置一个挡圈，若是双向受压则要设置二个挡圈，如图4-2

O型圈执行标准

O型圈的硬度与沟槽最大间隙及工作压力关系

密封间隙的大小与压力等级、橡胶硬度及O型圈断面的直径相关情况，见下表：

活塞杆密封中沟槽深度

缸孔密封时沟槽的深度

径向密封沟槽的深度

一般径向密封沟槽宽度; 见表4-1-5

不同截面O型圈的轴向沟槽宽度和深度

轴向密封沟槽宽度和深度见表4-1-8

O型圈橡胶材料的硬度与工作压力的关系

在橡胶材料标准中，以硬度和压缩永久变形两项性能最为重要。选择压缩变形较小的橡胶材料对密封性能是有利的，而硬度对于O型圈耐压和抗挤又是至关重要的。（我们推荐你关注“机械工程师”公众号，第一时间掌握干货知识、行业信息）根据国标和实践经验，橡胶在规定温度下的压缩永久变形最大不超过50%。而橡胶的硬度与密封工作压力密切相关，压力越高，硬度也是越高;参见表4-1-11

注：旋转运动工作压力一般不超过0.4 Mpa,硬度选择在(70±5)度;超出0.4 Mpa则按特殊密封装置设计。

沟槽的光洁度要求

沟槽的光洁度、沟槽接触表面的粗糙度对密封效果和耐久性有很大影响。

密封沟槽的各配合偶件表面光洁度

沟槽与压缩量

静密封O型圈的压缩率，一般情况下选用15～25%(此数据经验数据)，动密封如往复运动情况下压缩率选用10～12%，旋转运动下一般取3～5%的压缩率，常用O型的圈压缩量与沟槽尺寸见表4-1-9

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