关于O型密封圈，你想要的内容都在这！

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O型密封圈（O-rings）是一种截面为圆形的橡胶密封圈，因其截面为O型而得名。它在液压气动系统中应用广泛，既可做静密封也可做动密封。本文将详细介绍O型密封圈的结构、工作原理、设计选择及应用场合等多方面内容。

O型密封圈的基本定义

O型密封圈（O-rings）是一种截面为圆形的橡胶密封圈，因其截面为O型，故称其为O型橡胶密封圈，也叫O型圈。它是液压气动中应用最广、最多的密封件，主要做静密封及滑动密封用。其主要材料为合成橡胶。

O型密封圈的特点

优点

1. 密封性好，寿命长。
2. 体积小，重量轻，成本低。
3. 密封部位结构简单，拆装方便
4. 单圈就可对两个方向起密封作用。
5. 对油液、温度和压力的适应性好。
6. 既可做静密封也可做动密封。
7. 动摩擦阻力小。
8. 尺寸和沟槽已被标准化，选用和外购方便。

缺点

1. 在做动密封启动时，摩擦阻力较大，约为动摩擦力的3~4倍，在高压下易被挤入间隙。
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型密封圈的工作原理

O型圈密封是一种挤压型密封。因此，只要O型圈存在初始压力，当此压力始终大于介质产生的压力时，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。

O形圈密封是一种挤压形密封。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×p

K为介质压力传递给O形圈压力的系数（对橡胶，K=1）。因此，只要O形圈存在初始压力，就可实现无泄漏的绝对密封。

O型密封圈的设计选择

O形圈压缩变形率选择

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形圈拉伸，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%）。

O形圈受内压、外压选择

受内压：O形圈外径与沟槽外径相同。

受外压：O形圈内径与沟槽内径相同。

防止出现在工作压力下出现O形圈直径变小。

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%。

O形圈挤出原理

O形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。

O形圈压缩量的选择

1.O形圈材料选择主要考虑以下几点:

1)O形圈的工作状态
是指O形圈用于静密封、动密封还是滑动密封。

2)机器的工作状态
指机器处于连续工作还是断续工作，并考虑倒每次断续时间的长短，是否有冲击载荷作用在密封部位。

3)工作介质的情况
工作介质是气体还是液体，并考虑其物理和化学性能。

4)工作压力
压力大小，波动幅度和频率以及瞬时出现的最大压力等。

5)工作温度
包括瞬时出现的温度以及冷热交替出现的温度。

6)价格与来源
一般来说耐油用丁腈橡胶，耐天候和臭氧用氯丁橡胶，耐热用丙烯酸酯橡胶或氟橡胶，耐高压、耐磨用聚氨酯橡胶，耐寒同时又耐油用共聚氯醇橡胶等

2.O形圈材料特性

O型圈密封材料使用规范

O型圈材料硬度

O型圈的硬度选择：静密封选低值70，旋转密封取高值80，极少采用90。

O形圈密封工作状态

1.静密封用O形圈的作用

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。像这种借介质本身来改变O形圈接触状态使之实现密封的过程，称为“自封作用”。

O型圈预密封

自密封作用:由于预密封作用，O形圈与被密封光滑面和沟槽底面紧密接触。这样当流体通过间隙进入沟槽时只能对O形圈的一侧面起作用。

当流体压力较大时，把O形圈推向沟槽另一侧面而挤压成D形，并把压力传递给接触给接触面。

O形圈的自封是有限的，当内压过高时，会出现O形圈的“胶料挤出”现象。即密封部位因有间隙存在，受高压作用的O形圈在间隙处会产生应力集中，当应力达到O形圈的料胶不能承受时，料胶就会被挤出来，此时虽然O形圈还能暂时维持密封，但实际已损坏。因此要严格选型。

2.动密封用O形圈的作用

O形圈在动密封中，其预密封效果和自密封作用与静密封一样。但由于杆运动时很容易将流体带到O形圈和杆之间，因此情况比较复杂。

工作中，假设〇形圈左侧作用着介质压力P(如图a)，若将形圈与杆接触部位放大(图b)，其接触表面实际是凹凸不平的，并非每一点都与金属表面接触。

由于自封作用，O形圈对杆产生的接触压力大于P而得到密封。但当杆开始向右移动时附着在杆上的介质被带到楔形狭缝(图c)。

由于流体动压效应这部分介质的压力比P大。当它大于O形圈对杆的接触力时，介质便挤入O形圈的第一个凹槽处(图d)，杆继续向右移动时介质不断地进入下一个凹槽，介质便沿着杆运动的方向泄露。

当杆向左运动时，由于赶运动方向与杆压力方向相反，故不易泄露。泄量是随着介质的粘度和杆的运动速度提高而增大的，还与O形圈的尺寸、工作压力等密切相关。

3.O形圈的密封形式

1按密封件与被密封装置的相对运动状态可以分为：静密封、往复动密封、转动密封和开关密封。

2 按形圈在矩形沟槽中压缩密封配合的压缩量大小(松紧程度)可分为：压紧套紧、液动、气动和转动5种基本密封配合，以及在端面倒角槽中挤紧密封配合。此外还有滑动密封和浮动密封两种特殊密封方法。

3.按被密封件的结构可分为：端面密封即轴向密封、角密封(孔端面倒角槽密封、R轴端面倒角槽密封)、圆柱密封即径向密封(圆柱内径密封(活塞杆密封)、圆柱外径密封(活塞密封))、圆锥面密封和球面密封。

O形圈设计应用

O形圈的失效形式

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