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O圈简介及安装

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O型密封圈简介
  O型密封圈是断面形状为圆形的环之总称,最早是19世纪中,铸铁制O型环作为蒸气机气缸的密封环。后来以天然橡胶为材料,用于水龙头的密封,1940年代以合成橡胶为材料的O型圈用于空气,瓦斯等气体,水,油等多种流体的密封用,也广泛应用于一般的气动,液压等机器。
  O型圈发挥密封性能的原因之一,是因为人们开发出优秀的合成橡胶.O型圈通常安装于矩形沟,形成压缩而使用,相较于其密封件,有以下特色:
  1.安装结构简单,整体式沟槽设计减少了零件与设计成本
  2.安装容易,装配无个人差异;
  3.密封性能良好,运动摩擦比其它唇端密封件小;
  4.大量标准尺寸在全球范围可供现货,方便维护与修理;
  5.适用于多种动密封或静密封的环境,无论在标准或特殊的应用场合,通过对弹性体材料的选择,O型圈可以密封几乎所有的液体或气体介质。
  但是:
  1.起动摩擦(开始运动时的摩擦阻力)较大,会随安装后的放置时间增长而增大。
  2.高速使用时,容易扭曲损伤,所以在材质,设计尺寸等的要求比其他密封件严格。

O型密封圈的密封作用
  O型圈用于流体时,其作用状态可分为静态密封(固定密封)与动态密封(往复旋转运动的密封)
   静密封又可分为在凸缘切沟者(如图A)与在圆筒面切沟而安装者(如图B),安装于凸缘者适于密封媒体为低压,中压的场合,在尺寸设计上,当承受外压时(真空容器等),要使O型圈的内径尺寸等于沟槽的内径尺寸,当承受内压时,要使O型圈的外径尺寸等于沟槽的外径尺寸.
  安装于圆筒面者适合密封介质为高压的场合,即使高压使螺栓伸长,缸膨胀,只要并用托环(Back-up Ring),可完全密封,固定使用时,通常不会洩漏,但若是承受变动的压力时,O型圈会因磨耗或扭曲而洩漏,此时务必改善O型圈接触面粗糙度(3.2S),同时也稍增大压缩量.
  O型圈材质因油而收缩(橡胶中的可塑剂抽出所致),或在高温引起大永久变形时,压缩量减少,容易洩漏,选择材料时要特别注意.
  动态密封的安装设计通常(如图C),O型圈在往复运动中起动态密封作用时,当运动速度快及流体介质黏度大时,O型圈在厚油膜上运动,所以会产生洩漏,且洩漏量与运动速度及流体介质黏度成正比,滑动面的粗焅度不良时,O型圈容易磨耗,设计不良时,扭曲损伤或往间隙溢出会损伤O型圈,造成洩漏,故须改善设计让的精度。                               

O型密封圈安装建议
  在安装O型圈前,请先检查以各项:            
  1.导入角是否按图纸加工?
  2.沟槽是否去除毛刺?锐边是否倒圆角?
  3.加工殘余,如碎屑,脏物,外来颗粒等,是否已去除?
  4.螺纹尖端是否已遮盖?
  5.密封件和零件是否已涂润滑脂或润滑油?(要确保与密封件不兼容,建议用所密封的流体介质来润滑,不得使用含固体添加剂的润滑脂,如二硫化钼,硫化锌等)
  6.使用无锐边的工具来安装
  7.应保证O型圈不扭曲,使用辅助工具保证正确定位
  8.不得过量拉伸O型圈(若安装有拉伸需求时,应选择伸长率合适的橡胶材质,以避免安装时拉断或过度拉伸而造成密封件弹性疲乏)
  9.对于用密封条粘接成的O型圈,不得在连接处拉伸
  10.当过,O型圈拉伸后,要通过螺纹,花键,键槽等时,必须使用安装心轴.该心轴可以用较软的金属或塑料制成,并不得有毛刺和锐边。
  

O型密封圈应用的设计参考    
  一.O型圈可以广泛应用于各种环境.环境中的温度,压力,运动速度和密封介质决定了密封材料的选择.
  为了正确评估O型圈是否对某种具体应用适合,必须对所有的工作参数及其相互影响予以考虑:
  1.工作温度:工作温度介工于-60度~327度,工作温度决定材料种类和介质兼容性
  2.工作压力:工作压力大小决定挡圈的使用及挡圈材料的选择
  3.运动速度:运动速度决定材料的选择
  4.密封介质:密封介质决定材料的选择
  二.O型圈压缩率设计:O型圈在沟槽中的初始变形量(过盈量)有以下的作用:
  1.获得初始密封接触应力
  2.补偿产公差(间隙配合中的连接者)
  3.保证一定的摩擦力
  4.补偿压缩永久变形
  5.补偿磨损
  三.对于不同的应用,以下列出了O型圈不同线径适用的压缩率(过盈率)供设计者参考:
  1.液压/气动 静态使用时,相对配合件尺寸参考表
                                   
O型密封圈静态使用时之相关组件尺寸参考表
  


密封圈线径
C/S
槽深
t
槽宽
b
线径压缩率
(仅供参考)
1.00  0.80  1.90  20%
1.50  1.10  1.90  27%
1.60  1.20  2.10  25%
1.78  1.30  2.30  27%
1.90  1.40  2.40  26%
2.00  1.50  2.60  25%
2.40  1.80  3.10  25%
2.50  1.90  3.20  24%
2.62  2.00  3.40  24%
2.70  2.10  3.50  22%
3.00  2.30  3.90  23%
3.50  2.70  4.50  23%
3.53  2.70  4.50  24%
3.60  2.80  4.70  22%
4.00  3.15  5.20  21%
4.50  3.60  5.80  20%


密封圈线径
C/S
槽深
t
槽宽
b

线径压缩率
(仅供参考)
5.00  4.00  6.50  20% 20%
5.33  4.30  6.90  19% 19%
5.50  4.50  7.10  18% 18%
5.70  4.65  7.40  18% 18%
6.00  4.95  7.80  18% 18%
6.50  5.40  8.40  17% 17%
6.99  5.85  9.10  16% 16%
7.00  5.85  9.10  16% 16%
7.50  6.30  9.70  16% 16%
8.00  6.75  10.40  16% 16%
8.40  7.15  10.90  15% 15%
8.50  7.25  11.00  15% 15%
9.00  7.70  11.70  14% 14%
9.50  8.20  12.30  14% 14%
10.00  8.65  13.00  14% 14%