O形密封圈(设计与校核流程)
O型密封圈的设计、使用和故障处理.doc
一、O形密封圈的密封原理O 形密封圈简称O 形圈，是一种截面为圆形的橡胶圈。
O 形密封圈是液压、气动系统中使用最广泛的一种密封件。
O 形圈有良好的密封性，既可用于静密封，也可用于往复运动密封中；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。
它的适用范围很宽，如果材料选择得当，可以满足各种运动条件的要求，工作压力可从 1.333×105Pa 的真空到400MPa 高压；温度范围可从-60℃到200℃。
与其它密封型式相比，O形密封圈具有以下特点：1）结构尺寸小，装拆方便。
2）静、动密封均可使用，用作静密封时几乎没有泄漏。
3）使用单件O形密封圈，有双向密封作用。
4）动摩擦阻力较小。
5）价格低廉。
O 形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。
在用于静密封和动密封时，密封接触面接触压力产生原因和计算方法不尽相同，需分别说明。
1、用于静密封时的密封原理在静密封中以O 形圈应用最为广泛。
如果设计、使用正确，O 形密封圈在静密封中可以实现无泄漏的绝对密封。
O 形密封圈装入密封槽后，其截面承受接触压缩应力而产生弹性变形。
对接触面产生一定的初始接触压力Po。
即使没有介质压力或者压力很小，O 形密封圈靠自身的弹性力作用而也能实现密封；当容腔内充入有压力的介质后，在介质压力的作用下，O 形密封圈发生位移，移向低压侧，同时其弹性变形进一步加大，填充和封闭间隙δ。
此时，坐用于密封副偶合面的接触压力上升为Pm ：Pm=Po+Pp式中Pp——经O 形圈传给接触面的接触压力（0.1MPa）Pp=K ·PK——压力传递系数，对于橡胶制O 形密封圈K=1；P——被密封液体的压力（0.1MPa）。
从而大大增加了密封效果。
由于一般K≥1，所以Pm＞P。
由此可见，只要O 形密封圈存在初始压力，就能实现无泄漏的绝对密封。
O型圈模具设计技术报告
O型密封圈的产品模具设计O型密封圏统称O型圏,O型圏在模具中硫化成型,其特征是外型呈环型,而横截面呈圆型。
其是液玉、气动系統中使用最广泛的一种密封件。
O 型圈的常用材料有NBR、HNBR、AEM、ACM、EPDM、FKM、VMQ等等。
O型圈具有密封性好、适用性好、结构简单、制造容易和使用方便等优点,因此作为各类机械的重要密封件之一被广泛地应用。
O型圈尺寸的精度是保证产品密封性能可靠的重要条件,为了保证和提高O型圈的密封性能,除了合理地选择橡胶种类之外,还要求O型圈有较高的尺寸精度,而0型圈产品模具的结构及精度,决定着O型圈的尺寸精度。
所以要求制造0型圈的模具结构合理,尺寸公差都要满足客户的图纸要求。
O型圈模具对O型圈产品的质量和生产效率有直接的影响,且模具的造价高、加工周期长，设计失误会致使橡胶制品质量差、生产效率低、严重制约生产的发展。
因此,提高O型圈橡胶模具结构设计已成为当务之急。
一、确定模具结构型式模具结构设计是模具设计中最重要的步骤,是模具设计的关键。
其中模具结构主要包括模压结构、注射结构两种。
模压模具结构应该是最常用的模具结构，从型腔设计排布及整体布局等来看，它也分为条状结构、块状结构、网状槽结构、料杯结构、带凸台结构、撕边结构、单层结构、双层结构等等。
具体使用哪种模具结构进行开发，需要结合开发的产品的结构型状、规格大小，线径粗细，胶料特性等等因素来考虑。
比如规格较小内径规格的O型圈产品我们通常采用条状结构和块状结构设计；中等内径规格产品我们通常采用网状槽结构设计，对于线径较细的产品，我们通常采用条状结构、块状结构、网状槽结构、带凸台结构、撕边结构等结合设计；对于特大内径规格产品，通常采用料杯结构结构设计。
所以总的来说，各种结构都有自己的优缺点，具体使用何种设计，需结合产品结构胶料特性等各种因素考虑。
二、模具型腔数量模具的型腔数量是指模具中模穴的多少,也就是一次硫化过程,该副模具能生产产品的数量。
O形密封圈的设计、使用和故障处理大全
O形密封圈的设计、使用和故障处理大全目录一、O形密封圈的密封原理 (2)1、用于静密封时的密封原理 (2)2、用于往复运动密封时的密封原理 (2)3、旋转运动用密封........................................................................................................................ . (3)二、O形密封圈的材料选择 (3)1、O 形圈密封的设计原则 (5)1）压缩率........................................................................................................................ (5)2）拉伸量........................................................................................................................ (5)3）接触宽度........................................................................................................................2、O 形圈的设计........................................................................................................................ .. (6)3、O 形密封圈密封沟槽设计 (6)1）沟槽形状........................................................................................................................ .. (6)2）槽宽的设计........................................................................................................................ . (6)3）槽深的设计........................................................................................................................ . (7)4）槽口及槽底圆角的设计 (7)5）间隙........................................................................................................................ . (7)6）槽壁粗糙度........................................................................................................................4、挡圈........................................................................................................................ (7)三、O形密封圈的使用、安装和故障分析处理 (8)1、O 形圈的使用........................................................................................................................ .. (8)2、O 形圈的安装........................................................................................................................ .. (9)3、O 形圈的保管........................................................................................................................ .. (9)4、O 形密封圈的故障和解决办法 (9)1）永久变形........................................................................................................................ (10)2）间隙咬伤........................................................................................................................ (11)3）扭曲现象........................................................................................................................ (11)4）磨粒磨损现象.........................................................................................................................115）滑动表面对O 形圈的影响 (12)6）摩擦力与O 形圈的应用 (12)7）焦耳热效应........................................................................................................................ .. (12)四、O型密封圈综述 (12)1一、O形密封圈的密封原理O 形密封圈简称O 形圈，是一种截面为圆形的橡胶圈。
O形密封圈设计
O形密封圈设计O形圈密封是典型的挤压型密封。
O形圈截面直径的压缩率和拉伸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形圈一般安装在密封沟槽内起密封作用。
O形密封圈良好的密封效果很大程度上取决于O形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。
密封装置设计加工时，若使O形圈压缩量过小，就会引起泄漏；压缩量过大则会导致O 形密封圈橡胶应力松弛而引起泄漏。
同样，O形圈工作中拉伸过度，也会加速老化而引起泄漏。
世界各国的标准对此都有较严格的规定。
1、O形圈密封的设计原则1）压缩率压缩率W通常用下式表示：W=(d o-h)/d o%式中d o——O形圈在自由状态下的截面直径（m m）h——O形圈槽底与被密封表面的距离，即O形圈压缩后的截面高度（m m）。
在选取O形圈的压缩率时，应从如下三个方面考虑：◆要有足够的密封接触面积◆摩擦力尽量小◆尽量避免永久变形。
从以上这些因素不难发现，它们相互之间存在着矛盾。
压缩率大就可获得大的接触压力，但是过大的压缩率无疑会增大滑动摩擦力和永久变形。
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，要权衡个方面的因素。
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形圈密封压缩率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外压两种情况，内压增加O形圈的初始的拉伸，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形圈的作用力方向是不同的，所以预压力设计也不同。
对于动密封则要区分是往复运动还是旋转运动密封。
◇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%；平面密封装置取W=15%~30%。
o型密封圈标准及沟槽设计规范
o型密封圈标准及沟槽设计规范O型密封圈是一种常用的密封元件，广泛应用于各种机械设备和工程项目中。
它具有良好的密封性能，能够有效防止液体或气体的泄漏，保证设备的正常运行。
在使用O型密封圈时，标准及沟槽设计规范是非常重要的，它直接影响着密封圈的使用效果和寿命。
因此，本文将对O型密封圈的标准及沟槽设计规范进行详细介绍，希望能够对相关领域的工程技术人员和设计师有所帮助。
首先，我们来看一下O型密封圈的标准。
O型密封圈的标准主要包括尺寸标准和材料标准两个方面。
在选择O型密封圈时，首先要根据密封件的使用环境和工作条件来确定尺寸标准，包括内径、外径和厚度等参数。
同时，还要根据介质的性质和工作温度来选择合适的材料标准，常见的材料有丁晴橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。
在使用O型密封圈时，一定要严格按照相关标准进行选择和安装，确保密封效果和安全可靠性。
其次，沟槽设计规范也是影响O型密封圈使用效果的重要因素。
沟槽设计的合理与否直接关系到密封圈的密封性能和使用寿命。
一般来说，沟槽的设计应符合一定的原则，如圆周速度不宜过高、沟槽宽度和深度要符合标准要求、沟槽的表面粗糙度要符合要求等。
此外，还需要考虑密封圈的压缩变形和工作温度对沟槽的影响，确保沟槽设计能够满足密封圈的工作要求。
在实际工程设计中，还需要根据具体的使用情况和要求来确定O型密封圈的标准及沟槽设计规范。
在选择标准时，要充分考虑设备的工作环境、介质的性质和工作条件，确保选择的标准能够满足设备的使用要求。
在设计沟槽时，要根据密封圈的尺寸和材料特性来确定合适的沟槽尺寸和形状，确保密封圈能够正常工作并具有较长的使用寿命。
总之，O型密封圈的标准及沟槽设计规范对于设备的密封性能和安全可靠性具有重要影响。
在实际工程设计中，工程技术人员和设计师应该充分了解相关标准和规范要求，合理选择和设计O型密封圈，确保设备的正常运行和安全使用。
希望本文所介绍的内容能够对相关领域的工程技术人员和设计师有所帮助，谢谢阅读！。
O型圈密封结构设计
4.1 O型圈设计(shèjì)原则
4.1 拉伸率设计： W%=(d0+d)/(d0+d1)。
O型圈装入轴中后，一般会有拉伸，如果无拉伸，装配 (zhuāngpèi)时容易脱出，如拉伸过大，会导致O型圈截面积 减少太多，出现泄漏。
一般其拉伸量为1%-5%。
第二十一页，共45页。
4.2 O型圈设计(shèjì)原则
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%。
第七页，共45页。
2.4 O型圈挤出(jǐ chū)原理
第八页，共45页。
2.4 O型圈允许挤出(jǐ chū)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(yìngdù)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
4.2 接触宽度设计：
O形圈装入密封沟槽后，其横截面产生压缩变形。变形后的宽度及其与
密封面的接触宽度都和O形圈的密封性能，其值过小会使密封性受到影响。
O形圈变形后的宽度Bo（mm）与O形圈的压缩率W和截面直径do有关，可
Bo
用下式计算
Bo=（1/(1-W)-0.6W）do （W取10%~40%）
O形圈与密封面的接触面宽度b（mm）也取决于W和do：
第四十一页，共45页。
7.8 O型圈失效(shī xiào)
7.8 O型圈失效(shī xiào)：
第十八页，共45页。
3.7 O型圈材料选择(xuǎnzé)原则
外界因素： 1，工作状态(zhuàngtài)：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
(整理)O型密封圈及其槽的设计.
O型密封圈及其槽的设计2011-04-04 13:27:22| 分类：资料| 标签：|字号大中小订阅O形圈密封是典型的挤压型密封。
O形圈截面直径的压缩率和拉伸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形圈一般安装在密封沟槽内起密封作用。
O形密封圈良好的密封效果很大程度上取决于O形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。
密封装置设计加工时，若使O形圈压缩量过小，就会引起泄漏；压缩量过大则会导致O形密封圈橡胶应力松弛而引起泄漏。
同样，O形圈工作中拉伸过度，也会加速老化而引起泄漏。
世界各国的标准对此都有较严格的规定。
1、O形圈密封的设计原则1）压缩率压缩率W通常用下式表示：W= (do-h)/do%式中do——O形圈在自由状态下的截面直径（mm）h ——O形圈槽底与被密封表面的距离，即O形圈压缩后的截面高度（mm）。
在选取O形圈的压缩率时，应从如下三个方面考虑：a.要有足够的密封接触面积b.摩擦力尽量小c.尽量避免永久变形。
从以上这些因素不难发现，它们相互之间存在着矛盾。
压缩率大就可获得大的接触压力，但是过大的压缩率无疑会增大滑动摩擦力和永久变形。
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，要权衡个方面的因素。
一般静密封压缩率大于动密封，但其极值应小于30%(和橡胶材料有关），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 形圈密封压缩率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形圈的作用力方向是不同的，所以预压力设计也不同。
O型圈密封的设计
模压密封圈1.2.2O 形圈、挡圈及X 形圈(1)O 形圈O形圈作为密封材料，结构简单，安装容易，密封没有方向性，而且具有广阔的使用压力范围，具有非常优异的特性。
其用途可应用于从半导体、核能相关设备，到液压、空压设备等各种行业中。
另一方面，根据各种流体而选用的材料或是沟槽设计等的错误使用方法，而导致耐久性受到明显影响的情况也较多，在使用时需要细心注意。
(a )O 形圈的止漏原理O形圈的止漏原理如图1.2.14的A所示，将O形圈安装在密封槽内，施加8～30%的挤压，在低压的情况下，O形圈可以依靠自身的弹性，直接密封。
如果压力增加，如B所示，O 形圈被推向密封槽的一侧，O形变形为D形，增加接触面压力，进行密封。
如果压力进一步提高，如C所示，从密封槽的游隙挤出，O形圈自身被损坏，破坏密封功能。
作为这种高压情况的应对措施，可以通过使用挡圈防止挤出。
图1.2.15表示随着工作压力的增加，O形圈的变形情况，如图1.2.15的D所示在压力6.3MPa{64kgf/cm 2}左右时，发生挤出。
E 作为高压用，使用了挡圈，O形圈即使因高工作压力而被推向一侧，也不会发生挤出。
因此，O形圈在工作压力6.9MPa{70kgf/cm 2}以上时应使用挡圈。
图1. 2. 14O 形圈的止漏原理技·制O形圈设计好的O形圈沟槽不承受压力时不承受压力时止漏状态止漏状态挤出压 力过大的压力图1. 2. 15因各压力而导致的O 形圈变化状况技·制压力使用了挡圈时模压密封圈(b)O 形圈的硬度、压力及游隙的关系在没有使用挡圈时，O形圈的挤出会明显影响O形圈的寿命。
从O形圈沟槽挤出的现象，主要是与游隙有关，此外，流体的压力、橡胶材质的硬度也是原因之一。
根据JIS B 2406-1991（O形圈安装沟槽部分的形状、尺寸）,规定如下。
(甲)运动用及固定用（圆筒面）的沟槽的游隙在使用状态下，当游隙（2g）小于表1.2.2的值时，不使用挡圈也可以，但是当超过表1.2.2的值时，应并用挡圈。