O型密封圈压缩量

O形圈材料硬度是评定密封性能最重要的指标。硬度决定了O形圈的压缩量和沟槽最大允许挤出间隙。由于邵氏A70的丁晴密封都能满足大部分的使用条件，故对密封材料不作特殊说明，一般提供邵氏A70的丁晴橡胶。 2）挤出间隙

最大允许挤出间隙gmax和系统压力、O形圈截面直径以及和材料的硬度有关。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形圈被挤出损坏。 最大允许挤出间隙gmax 压力 MPa O形圈截面直径W 1.78 2.62 3.53 5.33 7.00 邵氏硬度A70

≤3.50 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15 ≤7.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10 ≤10.50 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08 邵氏硬度A80

≤3.50 0.10 0.13 0.15 0.18 0.20 ≤7.00 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15 ≤10.50 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10 ≤14.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08 ≤17.50 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04 邵氏硬度A90

≤3.50 0.13 0.15 0.20 0.23 0.25 ≤7.00 0.10 0.13 0.15 0.18 0.20 ≤10.50 0.07 0.09 0.10 0.13 0.15 ≤14.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10 ≤17.50 0.04 0.05 0.07 0.08 0.09 ≤21.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08 ≤35.00 0.02 0.03 0.03 0.04 0.04 注：1、当压力超过5MPa时，建议使用挡圈； 2、对静密封应用场合，推荐配合为H7/g6。 3）压缩永久变形

评定O形圈密封性能的另一指标，即该材料的压缩永久变形。在压力作用下，

作为弹性元件的O形圈，产生弹性变形，随着压力增大，会出现永久的塑性变形。压缩永久变形d可由下式确定：

式中：b0-原始厚度（截面直径W），b1-压缩状态下的厚度，b2-释放后的厚度 通常，为防止出现永久的塑性变形，O形圈允许的最大压缩量在静密封中约为30％，在动密封中约为20％。

4）预压缩量

O形圈安装在沟槽里，为保证其密封性能，应预留一个初始压缩量。对于不同的应用场合，相对于截面直径W的预压缩量也不同。

通常，在静密封中约为15％～30％，而在动密封中约为9％～25％。具体可参照下面图表进行选择。 5）拉伸与压缩

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少，因为拉伸1％相应地使截面直径W减少约为0.5％。对于孔用密封，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％。

6）O形圈用作旋转轴密封

O形圈也可用作低速旋转运动及运行周期较短的旋转轴密封。当圆周速度低于0.5m/s时，须考虑拉长的橡胶圈受热后会收缩这一现象，故选择密封圈时其内径要比被它密封的轴径约大2％。密封圈安装在沟槽后，导致密封圈受到径向压缩，O形圈圈在沟槽中形成微量波纹状，从而改善了润滑条件。

沟槽尺寸设定方法

压缩率的设定 使用范围：6～30%

E（%）：压缩率

σ（mm）：压缩余量（=W-H） W（mm）：O型圈载径 H（mm）：沟槽深度

充填率的设定 使用范围：max90%、中央值75%（设计的目标值）

n（%）：充填率 G（mm）：沟槽宽 W（mm）：O型圈载径 H（mm）：沟槽深度

安装建议:

◇基本要求：

在安装O型圈之前，检查以下各项： 引入角是否按图纸加工？

内径是否去除毛刺？锐边是否倒圆？

加工残余，如碎屑、脏物、外来颗粒等，是否已去除？ 螺纹尖端是否已遮盖？

密封件和零件是否已涂润滑脂或润滑油?（要保证与弹性体的介质相容性。推为用所密封的流体来润滑。） 不得使用含固体添加剂的润滑脂，如二硫化钼，硫化锌。

◇手工安装： 使用无锐边的工具；

保证O型圈不扭曲，使用辅助工具保证正确定位； 尽量使用安装辅助工具； 不得过量拉伸O型圈；

对于用密封条粘接成的O型圈，不得在连接处拉伸。

◇安装过螺纹、花键等：

当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。

自动话安装：

自动化安装O型圈要求有充分的准备。通常对O型圈的表面有集中方法来处理，以减小安装磨擦力小、防止粘连，容易分理。 对于那些尺寸不稳定的零件的处理与安装，需要丰富的经验。要获得可靠的自动化装配，需要对O型圈进行特别的操作和包装.

压缩率:

O型圈在沟槽中的初始变形（挤压量）对其密封作用是必要的： １、获得初始密封接触应力

２、补偿产品公差（在间隙配合中连接二者） ３、保证一定的摩擦力； ４、补偿永久压缩变形（损失）； ５、补偿磨损。

对于不同的应用，下面列出了其初始变形量与截面直径（d2）的比例 动密封应用：6%-20% 静密封应用：15%-30%

在设计时，可根据图1-5和图1-6中推荐的初始压缩变形量来设计沟槽尺寸：

以上二图中的初始压缩变形量是根据ISO3601-2标准，考虑了负载与截面直径的关系后制成的。

由于初始变化的程度不同，以及密封材料的硬度不同，O型圈的压缩压力的大小也有所不同。

图1-7显示了O型圈圆周每厘米长度上所承受的压缩力的大小。该图可用于估计静密封应用时O型圈的总的压缩力的大小。 拉伸与压缩是O型圈在沟槽中安装的两种形态。在径向密封的结构配置中，O型圈装在内沟槽中（作为“外圆密封”），O型圈必须受到拉伸，且其内径拉伸后大于沟槽的外径。在安装后的状态，O型圈的最大伸长量应该为3%（内径＞50mm）或5%（内径＜５０mm）．

当Ｏ型圈装在外沟槽中（作为“内圆密封”），Ｏ型圈沿圆周长方向被压缩。在

安装后的状态，其最大周长压缩量为１％。若超过以上拉伸或压缩量，会导致Ｏ型圈截面尺寸的过度增加或减少，这会影响Ｏ型圈的工作寿命。Ｏ型圈沿周长方向拉伸１％，会导致其截面尺寸缩小０.５％。 技术参数:

O型圈可以广泛应用在各种环境。环境的温度、压力、速度和介质决定了密封材料的选择。为了正确地评估O型圈是否对某种具体

应用适用，我们必须对所有的工作参数及其相互影响予以考虑：

◇工作压力 静密封

内径大于50mm的O型圈在5Mpa以下工作时，不需要挡圈；内径小于50mm的O型圈在10Mpa以下工作时，不需要挡圈；（与材料硬度、载面尺寸、间隙有关系）40Mpa以下，必须使用挡圈；50Mpa以内，使用特殊的挡圈。 注意最大许可间隙。 动密封

压力小于5Mpa的往复运动，不需要使用档圈； 大于5Mpa，必须使用档圈。

◇速度（与材料、应用有关） 往复运动速度最大0.5m/s； 旋转运动速度最大0.5m/s； ◇温度

－60℃至+325℃（与材料种类和介质相容性有关）在评估时，极端温度和连续工作温度都要予以考虑。对于动密封，由于摩擦生热造成的温度升高，要特别注意。 ◇介质

由于有着许多不同特性的密封材料可供选择，德克的密封件可满足几乎所有液体、气体和各种化学介质的使用要求。

沟槽设计

◇导入倒角

正确的沟槽设计可以从一开始就消除可能的损伤和密封失效。由于O型圈安装时受挤压，所以设计O型圈导入过程中接触的零件时，必须要有规定倒角和倒圆。

倒角最小长度Z，作为与O型圈截面直径相关的函数，列于下表中： 表1-1导入倒角

导入倒角最小长度(Zmin) 15° 2.5 3.0 3.5 4.5 5.0 6.0 20° 1.5 2.0 2.5 3.5 4.0 4.5 O型圈截面直径 d2 ≤1.78 ≤2.62 ≤3.53 ≤5.33 ≤6.99 >6.99 到如倒角的表面粗糙度为：Rz≤4.0mm，Ra≤0.8

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表面粗糙度

在压力作用下，弹性体将贴紧不规则的密封表面。对气体或液体密封的紧配合静密封，被密封表面应满足一些基本的要求。密封表面上不得开槽、创痕、凹坑、同心或螺旋状的加工痕迹。对于动密封，配合面的粗糙度要求更高。按照DIN4768/1T和ISO1302标准中对表面粗糙度的定意，我司对沟槽各个表面的粗糙度要求推荐为如下表： 表1-2沟槽表面粗糙推荐值：

表面粗糙um接触区域如>50% 负载类型 表面 Ra 配合面 动密封 沟槽槽底、槽侧面 导入面 压力脉动 配合表面 压力恒定 静密封 沟槽槽底、槽侧面 压力恒定 导入面 Rmax 1.6 6.3 12.5 6.3 6.3 6.3 12.5 12.5 0.1-0.4 1.6 3.2 0.8 1.6 1.6 3.2 3.2 压力脉动 端面密封沟槽设计建议（轴向）

O型圈在轴向发生变形。在压力作用下，O型圈会产生径向运动，所以要注意压力的方向。若压力来自内侧，则O型圈的外径应该与沟槽的外径接触（其周长压缩１％到３％），如图１-10。若压力来自外侧，则O型圈的内径应该与沟槽的内径接触，最大允许拉伸３％，如图１-11。

表1-5矩形沟槽尺寸-轴向压缩。

d2 1.50 1.80 2.00 2.50 2.65 3.00 3.55 4.00 5.00 5.53 6.00 7.00 h+0.10 1.10 1.30 1.50 2.00 2.10 2.30 2.80 3.25 4.00 4.35 5.00 5.75 b+0.20 1.90 2.40 2.60 3.20 3.60 3.90 4.80 5.20 0.4-0.8 6.50 7.20 7.80 9.60 0.8-1.2 0.2-0.4 0.2-0.4 r1 r2 8.00 9.00 10.00 12.00 6.80 7.70 8.70 10.60 10.40 11.70 13.00 15.60 上一页 下一页

工业用静密封沟槽设计建议（径向）

表1-6静密封沟槽尺寸-径向压缩：

图1-12 O型圈的尺寸

b+0.20 1.90 2.40 2.60 3.20 3.60 3.90 4.80 5.20 6.50 7.20 7.80 9.60 10.40 11.70 13.00 15.60 z 1.5 1.5 1.5 1.5 2.0 2.0 2.0 3.0 3.0 3.0 3.6 4.0 4.5 4.5 4.5 4.5 注:t的公差取决于d3h9+d4H8或d517+d6H9 0.8-1.2 0.4-0.8 0.1-0.3 0.2-0.4 r1 r2 d2 1.50 1.80 2.00 2.50 2.65 3.00 3.55 4.00 5.00 5.30 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 12.00 t 1.10 1.40 1.50 2.00 2.20 2.30 2.90 3.25 4.10 4.50 5.00 5.90 6.80 7.70 8.70 10.60

工业用往复运动密封沟槽设计建议: 表1-7液压动密封沟槽尺寸-径向压缩: d2 t b+0.2 z r1 r2 1.50 1.30 1.90 1.5 1.80 1.45 2.40 1.5 2.00 1.70 2.60 1.5 2.50 2.10 3.30 1.5 2.65 2.20 3.60 1.5 3.00 2.60 3.90 1.8 0.4-0.8 0.2-0.4 0.1-0.3 3.55 3.05 4.80 1.8 4.00 3.50 5.30 1.8 5.00 4.45 6.70 2.7 5.35 4.65 7.10 2.7 6.00 5.40 8.00 3.6 7.00 6.20 9.50 3.6 表1-8气动动密封沟槽尺寸-径向压缩:

d2 1.8 t b+2.0 z 1.55 2.30 1.5 r1 0.2-0.4 2.65 2.35 3.10 1.5 3.55 3.15 4.20 1.8 5.30 4.85 6.40 2.7 73.00 6.40 8.40 3.6 表1-9O型圈挤出极限(公制,mm) O型圈截面直径d2 ≤2 2-3 3-5 0.0.4-1.20 5-7 >7 70邵氏硬度(A)的O型圈 压力(Mpa) 径向间隙(S) 0.10 0.13 0.15 ≤3.50 0.00.08 9 0.00.05 7 0.00.03 4 ≤7.00 0.08 0.09 0.10 ≤10.5 0.05 0.07 0.08 90邵氏硬度(A)的O型圈 压力(Mpa) 径向间隙(S) 0.20 0.23 0.25 ≤3.50 0.10.13 5 0.10.10 3 0.00.07 9 0.00.05 7 0.00.04 5 0.00.03 4 0.00.02 3 ≤7.00 0.15 0.18 0.20 ≤10.5 0.10 0.13 0.15 ≤14.0 0.08 0.09 0.10 ≤17.5 0.07 0.08 0.09 ≤21.0 0.05 0.07 0.08 ≤35.0 0.03 0.04 0.04

O型圈在沟槽中受介质压力作用下，会发生变形，“流”向间隙位置，达到密封效果。也就是说，随着压力的增加，O型圈发生更大的变形，其应力也增加，获得更紧的密封。在O型圈承受高压的情况下，会被挤入到间隙中，造成密封失效。建议使用高硬度抗挤出的挡圈，如聚四氟已烯或硬的橡胶材料。在静密封的应用中，可以通过修改沟槽设计来达到不使用挡圈即可承受更高的压力。设计时我们应该注意使间隙尽可能小。挤出极限的大小取决于O型圈的硬度、工作压力及沟槽间隙大小。O型圈沟槽的径向间隙必须保持在表１－９中给出的最大径向间隙范围内。若公差太大，会导致O型圈从间隙挤出（如图１－１７）。允许的被密封元件之间的径向间隙S取决于系统压力、O型圈截面直径和O型圈的硬度。表１－９所推荐为的最大径向间隙值S是O型圈截面直径

O型圈挤出极限与间隙:

和硬度的涵数。除聚胺酯和FEP封装O型圈外，表１－９可应用于其它所有橡胶材料O型圈。

对压力大于5Mpa且O型圈内径大于50mm；以及压力大于10Mpa且内径小于50mm；我们推荐使用挡圈。值得注意是，表格１-９中的数值基于以下假设：各零件完全同心，且受到压力作用不发生膨胀。若实际情况与该假设不符，则该间隙值应该更小！对于静密封，我们推荐使用８/g7的公差配合。

聚胺酯材料O型圈由于具备优异的抗挤出能力和较好的尺寸稳定性，可以采用较大的间隙。