O型圈沟槽尺寸

导读:O型圈的概述与沟槽尺寸,O型密封圈有良好的密封效果很大程度上取决于O型圈尺寸与沟槽尺寸的正确匹配,O形圈断面尺寸公差压缩量轴向固定密封沟槽尺寸abR≤压缩量a运动用(五)配合沟槽,密封用沟槽尺寸及压缩量,O型圈的概述与沟槽尺寸O型橡胶圈密封圈简称O型圈,是一种截面形状为圆形的橡胶圈。O型密封圈是液压、气动系统中使用最广泛的一种密封件。O型圈有良好的密封性能,既可用于静密封,也可用于动密封中;不

O型圈沟槽尺寸

O型圈的概述与沟槽尺寸

O型橡胶圈密封圈简称O型圈,是一种截面形状为圆形的橡胶圈。O型密封圈是液压、气动系统中使用最广泛的一种密封件。O型圈有良好的密封性能,既可用于静密封,也可用于动密封中;不仅可单独使用,而且是许多组合式密封装置中的基本组成部分。它的使用范围很宽,如果材料选择得当,可以满足各种介质和各种运动条件的要求。

O型密封圈是一种挤压型密封,挤压型密封的基本工作原理是依靠密封件发生弹性变形,在密封接触面上造成接触压力,接触压力大于被密封介质的内压,则不发生泄漏,反之则发生泄漏。

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O型密封圈是典型的挤压型密封。O型圈截面直径的压缩率和拉伸量是密封设计的主要内容,

对密封性能和使用寿命有重要意义。O型密封圈有良好的密封效果很大程度上取决于O型圈尺寸与沟槽尺寸的正确匹配,形成合理的密封圈压缩量与拉伸量。

2.1.压缩率

压缩率W通常用下式表示:

W=(d0-h)/d0 ×100%

式中d0-----O型圈在自由状态下的截面直径(mm);

h------O型圈槽底与被密封表面的距离(沟槽深度),即O型圈压缩后的截面高度(mm)

在选取O形圈的压缩率时,应从如下3方面考虑:

1.要有足够的密封接触面积;

2.摩擦力尽量小;

3.尽量避免永久变形。

从以上这些因素不难发现,他们相互之间存在矛盾。压缩率大就可获得大的接触压力,但是过大的压缩率无疑就会增大滑动摩擦力和永久形。而压缩率过小则可能由于密封沟槽的同轴度误差和O形圈误差不符合要求,消失部分压缩量而引起泄漏。因此,在选择O形圈的压缩率时,要权衡各方面的因素。一般静密封压缩率大于动密封,但其极值应小于25%,否则压缩应力明显松弛,将产生过大的永久变形,在高温工况中尤为严重。

O型密封圈压缩率W的选择应考虑使用条件,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(或称圆柱静密封)的泄漏间隙是径向间隙,轴向密封(或称平面静密封)的泄漏间隙是轴向间隙。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

(二)压缩率现拉伸量

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压两种情况,内压增加的拉伸,外压降低O形圈的初始拉伸。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。对于动密封则要区分是往复运动密封还是旋转运动密封。

1.静密封:圆柱静密封装置和往复运动式密封装置一样,一般取W=10%~15%;平面静密封装置取W=15%~30%。

2.对于动密封而言,可以分为三种情况;往复运动一般取W=10%~15%。旋转运动密封在选取压缩率时必须要考虑焦耳热效应,一般来说,旋转运动用O形圈的内径要比轴径大3%-5%,外径的压缩率W=3%-8%。低摩擦运动用O型圈,为了减少摩擦阻力,一般均选取较小的压缩率,即W=5%-8%,此外,还要考虑到介质和温度引起的橡胶材料膨胀。通常在给定的压缩变形之外,允许的最大膨胀率为15%,超过这一范围说明材料选用不合适,应改用其他材料的O形圈,或对给定的压缩变形率予以修正。

2.2 拉伸量

O型圈在装入密封沟槽后,一般都有一定的拉伸量。与压缩率一样,拉伸量的大小对O型圈的密封性能和和使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d0发生变化而使压缩率降低,以致引起泄漏。拉伸量a可用下式表示:

α=(d+d0)/(d1+d0)

式中d-----轴径(mm);d1----O形圈内径(mm)。

拉伸量的取值范围为1%-5%。如表给出了O型圈拉伸量的推荐值,可根据轴径的大小,按表选限取O型圈的拉伸量。O型圈压缩率与拉伸量的先取范围

密封形式 静密封 往复运动 旋转运动 密封介质 液压油 空气 液压油 空气 液压油 拉伸量α(%) 1.03~1.04 <1.01 1.02 <1.01 0.95~1 压缩率w(%) 15~25 15~25 12~17 12~17 3~8 各种O形圈橡胶材料的硬度与工作压力的关系

硬度(邵氏A)/ 度 工作压力静密封/Mpa ≤ 工作压力(往复运动,往复速度≤0.2m/s)/Mpa

50±5 60±5 70±5 80±5 90±5 0.5 1 10 20 50 0.5 1 8 16 24 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。

日本JISB 2406-1991 推荐的O形圈密封的最大间隙/mm

工作压力/MPa 硬度(邵氏A)/度

≤0.4 4.0~6.3 6.3~10 10~16 16~25 2

70 90

0.35 0.65 0.30 0.60 0.15 0.50 0.07 0.30 0.03 0.17 美国SAEJ120A-1968 推荐的O形圈的最大封间隙值/mm

硬度(邵氏A) /度 工作压力/MPa 0 1.72 3.45 6.89 10.34 13.79 20.68 34.47

70 0.254 0.254 0.203 0.127 0.076

80 0.254 0.254 0.254 0.203 0.127 0.102 0.076 90 0.254 0.254 0.254 0.254 0.203 0.127 0.102 0.076 O形圈的截面直径和轴的转速关系

转速/m/s 2.03 3.05 O形圈截面直径/mm 3.53 2.62

转速/m/s 7.62 O形圈截面直径/mm 1.78 NBR胶料硬度与耐压能力之间的关系

硬度(邵氏A)/ 度 拉伸强度/ MPa 伸长率/% 适用压力范围/ MPa 80 22 400 2 85 27 306 20 90 25 120 50 (四)密封沟槽的形状

安装O形圈的各种沟槽形状

名 称 矩形沟槽 V形沟槽 半圆形沟槽 应 用 这是一种既适于运动密封,也适于固定密封的常用的沟槽形式。 只适用于固定密封。若用作运动密封,则磨擦阻力很大,易挤进间隙,造成损伤。 可用于旋转密封,但一般不用。 用于磨擦力要求很低有场合。因沟槽加工费高,一般不采用。 推荐用于固定密封的场合。 沟槽形状

燕尾形沟槽(梯形沟槽) 三角形沟槽 3

O形橡胶密封沟槽各配合偶件的表面光洁度

表 面 沟槽的底面和侧面 应 用 场 合 密态密封 动态密封 配合表面 密态密封 动态密封 压 力 状 况 非交变和无脉冲 交变或脉冲 非交变和无脉冲 非交变和无脉冲 交变或脉冲 表 面 光 洁 度 Ra3.2μm Ra1.6μm Ra1.6μm Ra0.8μm Ra0.4μm 注:沟槽的光洁度、沟槽接触的表面粗糙度对密封效果和耐久性有很大的影响

O形圈断面尺寸公差 压 缩 量 轴向固定密封 沟槽尺寸 a b R≤ 压 缩 量 a 运 动 用 (五)配合沟槽与密封圈尺寸参数

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密封用沟槽尺寸及压缩量

1.9±0.08 2.4±0.08 3.1±0.10 3.5±0.10 5.7±0.15 8.6±0.16 0.60~0.40 0.70~0.50 3.2 0.4 0.47~0.28 1.43~1.62 2.5 3.9 5.4 0.4 0.47~0.27 1.93~2.13 3.2 4.4 6.0 0.85~0.55 0.90~0.65 1.3~0.9 1.6~1.0 1.3~1.5 1.7~1.9 2.25~2.55 2.60~2.85 4.40~4.80 7.00~2.60 2.5 4.2 0.7 4.7 7.5 0.8 11.2 0.54~0.30 0.60~0.32 0.85~0.45 1.06~0.68 2.65~2.80 2.90~3.18 4.85~5.25 7.54~7.92 4.2 5.2 7.0 0.7 4.7 6.0 7.8 7.5 9.0 11.5 0.8 11.2 13.2 17.2 不加挡圈 沟 槽 加一个挡尺 b 圈 寸 加二个挡圈 R≤

注: a表示沟槽的高度; b表示沟槽的宽度; R表示沟槽的倒角处

(六)O型圈的使用安装与泄漏

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5.1 O型圈的使用

O型圈在多种液压、气动件管接头、圆筒面及法兰面等结合处被广泛使用。对于在运动过程中使用的O型圈,当工

作压力大于9.8Mpa时,如单向受压,就在O型圈受压力方向的另一侧设置一个挡圈;如双向受压,则在O型圈两侧各放一个挡圈。为了减小摩擦力,也可采用楔型挡圈。当压力液体从左方施加作用时,右方挡圈被推起,左方挡圈不与被

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密封表面接触,因此摩擦力减小。总的来说,采用挡圈会增大密封装置的摩擦力,而楔型挡圈对减小这种摩擦力具有十分重要的意义。对于固定用的O型圈,当工作压力大于32Mpa时,也需要使用挡圈。

O形橡胶密圈的橡胶硬度与沟槽最大间隙及工作压力关系

工作压力,MPa 最大间隙(C) 硬度(邵氏A)70 最大间隙(C) 硬度(邵氏A)80

≤3.5 0.20 0.35 3.5~7.0 0.125 0.30 7.0~10.3 0.075 0.25 10.3~13.7 0.05 0.20 13.7~20.6 0.02 0.125 O形橡胶密封圈在不同压力下挤入间隙的情况

5.2 O型圈的安装

O型圈的安装质量对其密封性和使用寿命均有重要的影响。泄漏问题往往是因为安装不良而造成的。

安装过程中不允许出现O型圈被划伤和位置安装不正,以及O型圈被扭曲等情况。装配前,密封沟槽、密封配合面必须严格清洗;同时对O型圈装配中要通过的表面涂敷润滑脂。

为了防止O型圈在安装时被尖角和螺纹等锐边切伤或划伤,应在安装的轴端和孔端留有15o~30o的引入角。当O型圈需通过外螺纹时,应使用专用的薄壁金属导套,套住外螺纹;如果O型圈需通过孔口时,应使孔口倒成相应的斜角形状,以防O型圈被划伤。坡口的斜角一般为a=120o~140o

O形橡胶密封圈泄漏原因及改进意见

常见疵病 产 生 原 因 改 进 意 见 1、 安装时损坏即配偶件的棱角过孔时划伤; 1、安装时将壳体的端部加工为倒角,以保证安装时O形泄 漏 橡胶密封圈不受剪切而损坏; 2、压缩量过小; 2、适当的增加压缩量; 1、 O形橡胶密封圈失去弹性; 1、 提高O形橡胶密封圈材料性能,延长使用使用寿命; 大 泄 2、 O形橡胶密封圈表面遭受严重磨擦损坏; 2、 适当提高O形橡胶密封圈胶料硬度,减少磨擦系数; 漏 3、 O形橡胶密封圈过度收缩; 3、 动态使用时,O形橡胶密封圈内径应比轴径稍大; 5

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