O型密封圈填充率计算
(完整版)关于法兰平面静密封O形圈的计算
关于法兰平面静密封O形圈的计算O形圈设计误区：1.压缩率越大越好一般认为，O形圈压缩率越大，起到的密封效果就越好。
但事实并非如此，压缩率过小固然会影响密封效果，但压缩率过大也会导致密封圈失效而失去密封作用。
2.密封槽越窄越好O形圈密封槽的宽度有相应标准可查（GB/T 3452.3-2005）。
过窄会导致O形圈侧向压力分布不均，反而增大泄露的可能性。
选择O型圈的计算：1.首先确定压缩率ε=(d0−h)/d0ε：压缩率d0: O形圈截面直径h：密封槽高度参考相关文档综合意见ε=15%~25%参考GB/T 3452.3-2005 轴向密封沟槽尺寸计算出ε=18%~28%当d0=3.55时计算ε=22.5%2.计算相适应的密封槽宽度h=(1−ε)×d0b=(4×ε2+0.34×ε+0.31)d0B0=(11−ε−0.6×ε)d0槽宽B应比B0略大，同时考虑到矩形密封圈有金属支架，取：B=B0+0.7h: 密封槽深度；B0：压缩后O形圈宽度；b：压缩后顶部接触面积；B：密封槽宽度。
下表是根据如上公式，ε取不同数值时的计算结果d0 εh b B03.55 0.2 2.84 1.90994.01153.55 0.225 2.75125 2.090954.1013953.55 0.25 2.6625 2.289754.2008333.55 0.27 2.5915 2.461574.2879143.55 0.3 2.485 2.74064.432429仍取ε=22.5%则槽宽B=4.8mm。
O型圈计算表
主腔尺寸 槽底尺寸 ∮16+06 16.03 ∮16.06 ∮16.06 ∮16.06 ∮16.06 ∮16.06 ∮16.06 ∮16 ∮16 ∮16 ∮16 ∮16 ∮16 ∮16 ∮16 ∮16 ∮16 ∮16 ∮16 ∮16.06 ∮16.06 ∮16.06 ∮16.06 ∮16.06 ∮16.06 主腔尺寸
∮11.8±0.19
O形圈中径 14.2 ∮14.2 ∮14.2 ∮14.39 ∮14.39 ∮14.01 ∮14.01 ∮14.2 ∮14.2 ∮14.01 ∮14.39 ∮14.01 ∮14.39 ∮14.2 ∮14.39 ∮14.01 ∮14.2 ∮14.39 ∮14.01 ∮14.2 ∮14.39 ∮14.01 ∮14.2 ∮14.39 ∮14.01 O形圈中径 ∮14.01 ∮14.39
拉深率 填充率 压缩率 拉深率 填充率 压缩率 4.416 84.049 24.17 5.006 87.77 25.8 0.587 71.85 16.74 1.18 75.23 18.63 4.573 1.089 85.348 25.327 5.528 89.13 26.93 72.928 17.979 1.686 76.335 19.8
膨胀率10线径∮2.5184
膨胀率15线径∮2.575
拉深率 填充率 压缩率 拉深率 填充率 压缩率 2.044 76.93 19.64
3.896
82.788
23.02
4.484 86.46
24.67
0.0838 70.804
15.51
0.675 74.13
17.43
膨胀率10线径∮2.5184
膨胀率15线径∮2.575
∮2.49 ∮2.31
O形橡胶密封圈的尺寸计算
活塞杆密封
1.3.34
5.01
6.65
静密封
0.9
1.3
2.0
2.7
4.0
5.4
O形橡胶密封圈的尺寸计算
在气动中使用的O形橡胶密封圈尺寸系列及公差一般按国家标准GB3452-1液压气动用橡胶密封圈尺寸系列及公差标准选用。O形橡胶密封圈通常采用矩形沟槽密封，如图1所示。
图1 O形密封结构
1) O形圈压缩量计算
ε=σ/d×100%=(d0-H)/d0×100%
式中ε——O形圈的相对压缩量;
1.2±0.06
10～30
6～15
1.8±0.08
10～25
6～12
2.65±0.09
10～22
5～10
3.55±0.10
10～20
4～8
5.30±0.13
10～18
4～7
7.00±0.15
10～15
4～6
2) O形圈内径伸长率的计算：
α=(d-d1)/d1×100%
式中α——O形圈的内径伸长率;
d——O形圈安装沟槽底径;
d1——O形圈的实际内径。
O形圈使用时，内径一般处于拉伸状态，其伸长率为5%左右，其推荐值见表2。
表2 O形圈装配时的伸长率
断面直径mm
内径伸长率（%）
1.2±0.06
3～4
1.8±0.08
3～4.5
2.65±0.09
3.5～6.0
3.55±0.10
3.5～6.5
5.30±0.13
3.5～7.0
7.00±0.15
槽深H是O形圈安装沟槽设计的关键性尺寸，它主要取决于O形圈的相对压缩量。沟槽深度H可按表3选取。
O形圈基本性能介绍
O型圈基本性能介绍一、概述1、橡胶密封制品是以橡胶为基材制造的，用于防止流体介质从机械、仪表的静止部件或运动部件泄漏，并防止外界灰尘、泥沙及空气进入密封机构内部的部件。
密封装置由橡胶密封制品、润滑介质、安装腔体三部分组成。
橡胶制品的质量直接影响各种密封装置的使用性能，一旦失灵，可能会导致恶性事故，如航天飞机、井下作业等。
2、分类隔膜衬垫气动用系统液压系统O型圈真空系统橡胶密封制品精细系统往复运动密封件旋转轴唇密封件其它模压密封件专用密封件3、橡胶密封件的原理及理沦①泄漏、渗漏、的区别橡胶密封件受压缩而产生的反弹力叫密封力，其作用是防止泄漏介质通过静密封面表面漏出来的现象叫泄漏。
介质通过密封材料机体“毛细管”孔道渗出来的叫渗漏。
②密封性能与物理性能的关系密封性能及所谓的密封力与材料弹性有，而且随压缩量和温度、时间而变化。
a. 与硬度的关系随橡胶硬度增大，橡胶的模量（定件应力）增大，可以避免高压流体将密封件从根部挤出，高硬度橡胶、密封件可以在介质压力相当高的范围内，不加挡圈也可使用。
b. 与剪切模量的关系杨氏模量（相当于剪切模量的3倍），因温度而发生变化。
这是根据应变速度而变化的，所以轴速越高，应变速度也高，杨氏模量变大，会导致泄漏或橡胶表面硬化和龟裂。
c. 与压缩变形的关系压缩变形是在恒定的应力和温度条件下，硫化胶试样发生的结构流变行为，是在应力除去后呈现的永久变形。
产生原因：①原始空间网络结构逐渐被破坏，力图恢复的弹性力逐渐下降。
②借助新形成的交联键，构成固定变形状态下的新结构网。
压缩变形的增大，意味着密封力的减小。
当永久变形达到一定程度，密封力会丧失，导致密封泄漏。
d. 与介质、高低温、耐腐蚀等均有要求。
二、O型圈的生产工艺流程三、O型圈的设计原则及结构参数1、材料以合成橡胶为主，其中NBR、FKM和NR为主要原料。
在各种标准中，以硬度和压缩永久变形最为重要。
2、密封间隙密封间隙超过某一临界值时，则发生挤隙现象。
密封圈两个参数
O型密封圈装配参数（一）拉伸量美国SAEJ120A－1968 推荐的O形圈的最大封间隙值/mmO型密封圈装配参数（二）压缩率O型圈密封圈简称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。
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。
O型密封圈设计计算
O 型密封圈设计计算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。
1．压缩率压缩率W 通常用下式表示：W=（d 0-h）/d 0×100%式中d 0-----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%。
O型圈密封槽设计自动计算公式
定位内径(或外径）d0=19.00
O型圈截径压缩率K=0.25
O型圈体积溶胀率γ=0.20
O型圈内径d=19.00
O型圈直径伸缩率a=0.00
O型圈截面直径W= 2.00
O型圈沟槽深H= 1.50
径向密封沟槽宽度B径= 2.57
轴向密封内压沟槽宽度B内= 2.46
轴向密封外压沟槽宽度B外= 3.38
槽底圆角半径R＜0.12
槽陵圆角半径r＜0.06
备注：单位：mm
O型圈密封的截径压缩率K，一般静密封K=15-25，往复密封K=12-17，旋转密
O型槽深H=（1-K
O型槽宽（径向密封）B=γ为体积溶胀率，一般γ=0.15-0.2，静密封取大值，动密封取小
O型槽宽（轴向密封）B=沟槽小径定位d0=（a+1）d
外压时d0≥d
O型槽宽（轴向密封）B=沟槽大径定位
内压时
初步估算按B=（1.3-1.5）W取值，如果有放挤入挡圈应加上挡圈厚度，建议槽底圆角半径R＜0.06W，槽陵圆角r＜
旋转密封K=5-10或由试验确定，W为截面直径
密封取大值，动密封取小值，d0为定位直径
a为O型圈密封的直径伸缩率，一般a=0-0.03，d为O型圈直径沟槽大径定位d0=（-a+1）（d+2W）d0≤（d+2W）W，槽陵圆角r＜0.03W。
O型圈密封槽设计自动计算公式
定位内径(或外径）d 0=19.00 O型圈截径压缩率K=0.25 O型圈体积溶胀率γ=0.20 O型圈内径d=19.00 O型圈直径伸缩率a=0.00 O型圈截面直径W= 2.00 O型圈沟槽深H= 1.50径向密封沟槽宽度B径= 2.57
轴向密封内压沟槽宽度B内= 2.46
轴向密封外压沟槽宽度B外= 3.38
槽底圆角半径R＜0.12槽陵圆角半径r＜0.06
备注：单位：mm
O型槽深H=
（1
-
K）
W
O型圈密
封的截径
压缩率
K，一般
静密封
K=15-
25，往复
密封
K=12-
17，旋转
密封K=5-
10或由试
验确定，
W为截面
直径
O型槽宽（径向密封）B=γ为体积溶胀率，一般γ=0.15-0.2，静密封取大值，动密封取小值，d0为定位直径
O型槽宽（轴向密封）B=沟槽小径
定位
d0=
（a+1）d
外压时d0≥d
O型槽宽（轴向密封）B=沟槽大径定位
内压时
初步估算按B=（1.3-1.5）W取值，如果有放挤入挡圈应加上挡圈厚度，建议槽底圆角半径R＜0.06W，槽陵圆角r＜0.03W
a为O型圈密封的直径伸缩率，一般a=0-
0.03，d 为O型圈直径
d0=（-
a+1）（d+2W）d0≤
（d+2W）。
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名称
图号
D:mm 24 26.6 21.4 23.4 15.5 15.5
பைடு நூலகம்
电磁阀组件 10552302012 电磁阀螺帽 11533314043
计算值 上公差 mm 0.1 0.052 0.21 0 0 0 下公差 O型槽宽 上公差 下公差 压缩余 压缩余 压缩余 填充率 mm 度mm mm mm 量 量min 量max 0 2.2 0.25 0 0.250 0.143 0.288 0.761 0 2.2 0.2 0 0.167 0.102 0.263 0.771 0 3.8 0.2 -0.2 0.233 0.198 0.233 0.808 -0.052 4 0.2 0 0.233 0.207 0.266 0.768 -0.11 2.5 0.625 1.675 -0.11 2.5 0.250 0.419
序号 1 2 3 4 5
-30%；
;2、O型密封圈压缩余量在m=(do-B)/do 上公差 下公差mm 名称 图号 mm -0.02 -0.07 电磁阀螺帽 11533314043 0.2 0 喷油器体 11535127024 喷油器体 LT-Q 喷油器体 LT-Q 喷油器体 11435120042 喷油器体 11435120042
D1：mm 26.4 29.6 26 28 17 17
填充率 填充率 min max 0.561 0.852 0.619 0.920 0.734 0.853 0.683 0.829
O型密封圈填充率计算 目标：1、设计推荐填充率δ =65%-90%；2、O型密封圈压缩余量在m=20%-30%；
计算公式：1、填充率δ =O型密封圈断面面积/O2密封槽断面面积（AXB）;2、O型密封圈压缩余量在m= O型圈直 上公差 下公差 径do：mm mm mm 电磁阀O型密封圈 11530210037 23.60.1 1.6 0.1 -0.1 O形密封圈 11 900 210 030 23.60.1 1.8 0.1 -0.1 中机加润0型槽 21 3 230.1 TCD2013共轨O型密封圈 3 0.1 -0.1 O型密封圈 11 430 210 001 150.1 2 0.08 -0.08 1 0.08 -0.08 名称 图号 内径mm