o型圈的壓縮量計算

⑴ O型圈倒角密封,壓縮率、填充率怎麼計算

摘要：本文主要從密封倒角的設計、金屬件端部尺寸設計、O型圈硬度選取、密封間隙選擇、合理的表面粗糙度、合理的內徑拉伸率、安裝部位的設計要求、O型圈的安裝要求等方面對密封倒角的設計及O型圈進行探討。
關鍵詞：倒角設計;O型密封圈硬度;內徑拉伸率;壓縮量
倒角密封因其在接頭與液壓閥之間使用簡便，操作簡單，且製作與加工容易等特點，在油管接頭的密封過程中常被廣泛應用。本文著重介紹密封倒角的設計及O型圈的選用。
1、 密封倒角的設計

倒角密封是一種連接面處的密封，採用O形圈將其裝配到一個通過倒角產生的槽中，然後通過殼體擠壓來產生密封。設計時主要考慮產品必須進行輕微拉伸、壓縮量適當減小、填充率適當加大。倒角一般為15°~30°，依據工作壓力選取，壓力大時，角度要趨近於小值。反之，則取大值。
1.2金屬件端部尺寸設計
圖1中D是介面底孔尺寸或螺紋切制前的內孔尺寸，是已知量。
表1

依據表1得出D 2K尺寸，接頭O型圈密封是靜密封，不考慮O型圈裝到O型圈環槽變形和其他裝配影響，簡單計算接頭管徑(d』)單邊過盈量為10~20絲即可，即0.1~0.2mm。當然考慮到零件尺寸公差(O型圈截面直徑，O型圈內徑，密封面內徑尺寸，O型圈環槽尺寸和槽岸尺寸)，同軸度及裝備位置的偏心，可以進一步計算裝配發生單邊靠攏時候的極限情況，確保這個時候的松邊過盈不為負值。以便進一步確定密封面、O型圈環槽、槽岸的尺寸及公差。再計算D』值(O型密封圈溝槽外徑)D』=d2 2H其中：d2=d1/1.03-1.07
D1——O型密封圈實際內徑
表2

1.3各計算尺寸選取公差帶號：見表3.
1.4O型圈硬度選取
根據密封間隙和工作壓力來選擇適當的O型圈的硬度，橡膠硬度應隨工作壓力高低與間隙大小而變化，壓力高，間隙大時硬度應稍大，反之則稍小。
表3

2、 密封間隙選擇
O型密封圈破壞的重要原因之一是在工作壓力作用下被擠入間隙C內，此間隙的允許值與工作壓力，O型密封圈橡膠硬度及其截面直徑d0大小有關，具體見表4。
表4

註：帶括弧的密封間隙C值為最大允許值，僅供設計參考。
3、 O型圈壓縮量
K=d0-(h c)
其中：h——O型環溝槽深度;
C——軸與孔密封間隙，見表4.
O型圈壓縮量的大小能直接影響到密封性能和使用壽命，壓縮量太小，密封效果不好;壓縮量太大，對O型環裝配不利，增大運動摩擦阻力，使用壽命會縮短。因此在密封設計過程中，要合理控制好O型環的壓縮量，一般以7%~30%的壓縮率為准。O型密封圈安裝的斷面直徑壓縮量為5%~3.5%，用於固定密封取得偏大值，用於活動密封取偏小值。
4、 合理的表面粗糙度
要保證合理的密封性能，動密封和靜密封都要有合適的表面粗糙度。一般靜密封Ra6.3μm~Ra3.2μm，動密封Ra3.2μm~Ra1.6μm。但不是粗糙度越高越好，如果安裝面的粗糙度太高，平直度差，有的會出現凸棱。一方面O型環被壓縮後，有的面因密封不嚴而漏油。另一方面O型環在溝槽中會隨著壓力高的方向向壓力低的方向滑動，造成O型環損傷，引起泄漏。
5、 合理的內徑拉伸率
O型圈的拉伸率過大，會引起應力鬆弛，造成O型圈的內徑增大。造成與軸面形成接觸間隙，安裝過程中會因為振動而使其脫落。同時，O型圈由於擠壓力度不均勻，影響O型圈的使用壽命。拉伸率計算公式如下：δ=(d』-d1)/d1X100%
其中：d』——接管直徑;
D1——O型圈的實際內徑;
一般推薦O型圈實際內徑拉伸率<2%。
6、 O型圈的安裝
6.1安裝部位的設計要求
(1)O型圈安裝槽部位必須保證足夠的表面粗糙度，外表光滑，無損傷。
(2)倒角部位應有定位檯面(如圖2)，防止結合面不平，而影響孔與軸之間的同軸度，致使O型圈過度磨損。

6.2O型圈的安裝要求
(1)檢查引入角是否符合圖紙要求，15°~30°以及D 2K尺寸。
(2)密封件和零件應塗潤滑脂或潤滑液，但不得使用含固體添加劑的潤滑脂，如二硫化鉬、硫化鋅。
(3)安裝前對安裝軸頸進行外觀檢查，表面不得有飛邊毛刺、雜質、灰塵等缺陷及刮傷。
(4)安裝過程中防止O型圈碰傷，應先用銼修平毛刺，在其通過的部位螺紋及鍵槽表面用膠帶包上再進行安裝，可起到保護O型圈的作用。
7、結論
倒角密封是一種簡潔實用的端面密封，常用於液壓系統中接頭與閥體之間的密封。合理的設計倒角尺寸以及選擇合適的O型圈，是密封達到最佳效果和延長O型圈使用壽命的有利保證。
參考文獻：
(1) 液壓設備故障分析，黑龍江出版總社。
(2) 液壓故障診斷與排除。北京機械工業出版社。
(3) 機械零件設計手冊，液壓傳動與氣壓傳動分冊，東北工學院。
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⑵ 知道O型圈的溝槽尺寸，如何選擇O型圈尺寸。

溝槽的尺寸：槽底直徑/1.04(拉伸率按4%計算)=O型圈內徑;槽深*1.2(壓縮率按20%計算)=O型圈線徑;考慮到壓縮後O型圈截面會變型鋪開，槽寬一般為線徑的1.3倍左右。

(2)o型圈的壓縮量計算擴展閱讀

O型密封圈O型圈(O-rings)是一種截面為圓形的橡膠密封圈，因其截面為O型，故稱其為O型橡膠密封圈，也叫O型圈。開始出現在19世紀中葉，當時用它作蒸汽機汽缸的密封元件。

因為價格便宜，製造簡單，功能可靠，並且安裝要求簡單，O形環是最常見的密封用機械設計。O形環承受幾十兆帕斯卡（千磅）的壓力。O形環可用於靜態的應用中，也可以用在部件之間有相對運動的動態應用中，例如旋轉泵的軸和液壓缸活塞。

O形圈規格及標准

O形圈規格型號主要有UHSO形圈規格，UHPO形圈規格，UNO形圈規格，DHO形圈規格，活塞桿O形圈規格，耐高溫O形圈，耐高壓O形圈，耐腐蝕O形圈，耐磨損O形圈。

O形圈的標准主要有國標GB 1235-76，國標GB3452.1-92；日標P TYPE，G TYPE，S TYPE，SS/V TYPE，F TYPE；美標AS568，英標系列；歐標系列

O型圈技術要求包括外觀要求、尺寸要求和材料物理性能要求。

外觀要求符合GB/T3452.2-2007

材料要求符合HG/T2579-2008

尺寸要求符合GB/T3452.1-2005

O形圈應用介紹

孔用YX型O形圈

產品用途：用於往復運動液壓油缸中活塞的密封。適用范圍：TPU：一般液壓缸、通用設備液壓缸。CPU：工程機械用液壓缸及高溫、高壓用油缸。材質：聚氨酯TPU、CPU、橡膠。

產品硬度：HS85±2°A 工作溫度：TPU：- 40～+80℃，CPU：-40～+120℃ 工作壓力：≤32Mpa工作介質：液壓油、乳化液。

YX型孔用擋O形圈

產品用途:本標准適用於油缸工作壓力大於16MPa時配合YX型密封圈使用,或油缸偏心受力時,起保護密封圈的作用. 工作溫度:-40～+100度。工作介質:液壓油、乳化液、水 產品硬度：HS 92±5A 材 質：聚四氟乙烯。

軸用YX型O形圈

產品用途：用於往復運動液壓油缸中活塞桿的密封 適用范圍:TPU:一般液壓缸、通用設備液壓缸。 CPU：工程機械用液壓缸及高溫、高壓用油缸。材質：聚氨酯TPU、CPU、橡膠 產品硬度：

HS85±2°A 工作溫度：TPU：- 40～+80℃ CPU：-40～+120℃ 工作壓力：≤32Mpa，工作介質：液壓油、乳化液。

O形圈密封性能優良，工作壽命高，動態壓力密封工作壽命比常規橡膠密封製品高5—10倍，最高可達數十倍，在某些條件下可與密封基體同壽命。

O形圈摩擦阻力小，動、靜摩擦力相等，是「0」形橡膠圈摩擦力的1/2—1/4，可消除低速、低壓下運動的「爬行」現象。

O形圈高耐磨，密封面磨損後具有自動彈性補償功能。

O形圈良好的自潤滑性能．可作無油潤滑密封。

O形圈結構簡單，安裝方便。

O形圈工作壓力：0-300MPa；工作速度：≤15m/s；工作溫度：-55-250度。

O形圈適用介質：液壓油、氣、水、泥漿、原油、乳化液、水-乙二醇、酸。

設計使用

O形圈設計、使用不當會加速它的損壞，喪失密封性能。實驗表明，如密封裝置各部分設計合理，單純地提高壓力，並不會造成O形圈的破壞。在高壓、高溫的工作條件下，O形圈破壞的主要原因是O形圈材料的永久變形和O形圈被擠入密封間隙而引起的間隙咬傷，O形圈在運動時出現扭曲現象。

永久變形

由於O形圈密封圈用的合成橡膠材料是屬於粘彈性材料，所以初期設定的壓緊量和回彈堵塞能力經長時間的使用，會產生永久變形而逐漸喪失，最終發生泄漏。永久變形和彈力消失是O形圈失去密封性能的主要原因，以下是造成永久變形的主要原因。

1、壓縮率和拉伸量與永久變形的關系；

2、溫度與O形圈馳張過程的關系；

3、介質工作壓力與永久變形；

O形圈材料的壓縮永久變形率與溫度有關。當變形率在40%或更大時，即會出現泄漏，所以幾種膠料的耐熱性界限為：丁腈橡膠70℃，三元乙丙橡膠100℃，氟橡膠140℃。

因此各國對O形圈的永久變形作了規定。中國標准橡膠材料的O形圈在不同溫度下的尺寸變化見表。同一材料的O形圈，在同一溫度下，截面直徑大的O形圈壓縮永久變形率較低。

在油中的情況就不同了。由於此時O形圈不與氧氣接觸，般發生在動密封狀態。 O形圈如果裝配的妥善，並且使用條件適當，一般不大容易在往復運動狀態下產生滾動或扭曲，因為O形圈與溝槽的接觸面積大於在滑動表面上的摩擦接觸面積，而且O形圈本身的抗拒能力原來就能阻止扭曲。

摩擦力的分布也趨向保持O形圈在其溝槽中靜止不動，因為靜摩擦大於滑動摩擦，而且溝槽表面的粗糙度一般不如滑動表面的粗糙度。

材質分類

天然橡膠 NR

(Natural Rubber) 由橡膠樹採集膠乳製成，是異戊二烯的聚合物。具有很好的耐磨性、很高的彈性、扯斷強度及伸長率。在空氣中易老化，遇熱變黏，在礦物油或汽油中易膨脹和溶解，耐鹼但不耐強酸。

是製作膠帶、膠管、膠鞋的原料，並適用於製作減震零件、在汽車剎車油、乙醇等帶氫氧根的液體中使用的製品。

丁苯膠 S B R

丁苯膠(Styrene Butadiene Copolyme)為丁二烯與苯乙烯之共聚合物，與天然膠比較，質量均勻，異物少，但機械強度則較弱，可與天然膠摻合使用。

優點：

1、低成本的非抗油性材質

2、良好的抗水性，硬度 70 以下具良好彈力

3、高硬度時具較差的壓縮歪

4、可使用大部份中性的化學物質及乾性、滋性的有機酮

缺點：不建議使用強酸、臭氧、油類、油酯和脂肪及大部份的碳氫化合物之中。廣用於輪胎業、鞋業、布業及輸送帶行業等。

硅氟橡膠 FLS

硅氟橡膠(Fluorinated Silicone Rubber) 為硅橡膠經氟化處理，其一般性能兼具有氟橡膠及硅橡膠的優點；其耐油、耐溶劑、耐燃料油及耐高低溫性均佳，一般使用溫度為 -50~200 ℃。

優點：

1、適用於特別用途，如要求能抗含氧的化學物、含芳香氫的溶劑及含氯的溶劑的侵蝕。

缺點：

2、 不建議暴露於煞車油，酮類及胼的溶液中 · 太空機件上。

氟橡膠 FPM

氟橡膠(Fluoro Carbon Rubber) 分子內含氟之橡膠，依氟含量 ( 即單體構造 ) 而有各種類型。目前廣用的六氟化系氟橡膠最早由杜邦公司以 」Viton」 商品名上市。耐高溫性優於硅橡膠，有極佳的耐化學性、耐大部分油及溶劑 ( 酮、酯類除外 ) 、耐候性及耐臭氧性；耐寒性則較不良，一般使用溫度范圍為 -20~250 ℃。特殊配方可耐低溫至 -40 ℃。 優點：

1、可抗熱至 250 ℃

2、對於大部份油品及溶劑都具有抵抗的能力，尤其是所有的酸類、脂族烴、芳香烴及動植物油

缺點：

1、 不建議使用於酮類，低分子量的酯類及含硝的混合物。 · 汽車、機車、柴油發動機及燃料系統。

2、化工廠的密封件。

⑶ O型圈的壓縮率怎樣計算

1）壓縮率
壓縮率W通常用下式表示：
W= (do-h)/do%
式中 do——O形圈在自由狀態下的截面直徑（mm）
h ——O形圈槽底與被密封表面的距離，即O形圈壓縮後的截面高度（mm）。
1.靜密封：圓柱靜密封裝置和往復運動式密封裝置一樣，一般取W=10%~15%；平面密封裝置取W=15%~30%。
2.對於動密封而言，可以分為三種情況：
a.往復運動密封一般取W=10%~15%。
b.旋轉運動密封在選取壓縮率時必須要考慮焦耳熱效應，一般來說，旋轉運動用O形圈的內徑要比軸徑大3%~5%，外徑的壓縮率W=3%~8%。
c.低摩擦運動用O形圈，為了減小摩擦阻力，一般均選取較小的壓縮率，即 W=5%~8%

在O形圈標准GB/T3452.3-2005的後面附錄部分也有詳細的解釋，意思也是這樣的。

⑷ O型圈被壓多大的力，才能達到密封效果，這個力怎麼計算

紹爾硬度50以上的材料，相對於O型圈的斷面直徑，壓縮25%以上可以達到很好的密封效果。不考慮對機器部的應力影響的話，不需要計算O型圈反發力。

⑸ o型密封圈壓縮率怎麼計算

（O型圈裝上去之後的線徑 - 需要密封的間隙）/O型圈裝上去之後的線徑
註：某些地方的O型圈,在受擠壓之前就有一點拉伸量,稱之為預拉伸量.意思就是說實際裝上之後,O型圈的線徑比原始狀態小了一點.

⑹ O型密封圈的壓縮量是多少

o型圈的壓縮量一般為15-30%
根據具體的應用不同而不同。一般靜密封，為了獲得較好的密封效果，可以選用較大壓縮量，動密封為了減小阻力，選用較小壓縮量。
當然這只是推薦或是參考，應用千差萬別，可根據實際需要進行設計，我遇到過7%壓縮量的場合。
對於真空密封，有所謂填充率的概念，就是需要o型圈填充整個溝槽。

關於材料，常用的為丁晴橡膠NBR、氟橡膠FKM、乙丙橡膠EPDM、硅橡膠SI（VMQ）、聚氨酯PU、聚四氟乙烯PTFE等
關於材料特性，比較復雜，這里只做簡要介紹。
最常用的為丁晴橡膠，適用於大部分場合，耐油性較好，溫度范圍一般為-30~100℃。
氟橡膠的物理、化學性能則要比丁晴橡膠高些，溫度范圍一般為-20~200℃，抗酸鹼能力比較強，真空密封性能優異。
乙丙橡膠的溫度范圍-30~150℃，可用於高壓水蒸氣的密封。
硅橡膠的抗老化性能比較突出，溫度范圍-40~200℃，但是抗撕裂性能差。
聚四氟乙烯化學物理性能優越，穩定性好，基本上可以抗所有化學介質，但是彈性較差，只用於一些特殊場合

⑺ 如何計算O型密封圈在給定壓縮量時受到的壓力我需要計算其與管壁產生的摩擦力大小。

您好!O型圈承載力的計算比較復雜，一般的應用是不會用計算的辦法決定承載力的。 根據o型圈的失效方式，由壓力造成的失效，一般是由密封o圈被擠入間隙造成的，因此配合間隙是影響承載壓力的重要外部因素之一；也可看出，密封o圈本身的硬度也是一個重要因素。 所以一般廠家的承載力數據是一條與間隙和硬度相關的曲線，用戶根據這條曲線，設計自己的結構及配合精度。 配合間隙越小，承受壓力越高，o圈硬度越高，承受壓力越高。 如果壓力比較高，建議加裝擋圈。

⑻ 軸向密封o型密封圈的許用壓縮率是多少 有什麼標准

液壓，氣動用o型密封圈尺寸和公差GB/T3452.1
機械密封用o型密封圈JB/T7757.2
O型密封圈材料HG/T2579
一般固定密封，往復運動密封，回轉運動密封其壓縮率應達到，15%-25%，10%-20%，5%-10%，才能取得滿意的密封效果