帶你了解最詳細的O型密封圈基礎知識

O型密封圈(O-rings)是一種截面為圓形的密封膠圈,因其截面為O型,故稱其為O型圈,是液壓、氣動密封系統中Z為常見的密封件之一。
01、O型圈的特點
1)O型圈既可作為靜態密封,也可以用在部件之間有相對運動的動態應用中,如液壓缸活塞、旋轉軸,動摩擦力小。

2)除了動靜通用性能,O型圈還可實現雙向密封,節省成本。
3)由于O型圈通常由橡膠(如丁腈橡膠)制成,成本較為低廉。
4)結構簡單,安裝、拆卸方便。
5)制作簡易,來源廣。
02、O型圈如何實現密封?
1)預密封作用
密封圈壓縮→密封面變形→初始壓縮應力

8~25%的壓縮量產生預應力起預密封作用。
2)自密封作用
有效密封=初始應力+流體壓力>流體壓力

流體壓力P傳遞給接觸面而形成的接觸應力分布。
* 擠壓型密封圈密封原理
總的Z大接觸壓力:P3max = P1max + k P
式中: P——流體壓力
k——流體壓力傳遞系數 K≈1
P1max——Z大初始接觸壓力
P3max——總的Z大接觸壓力
當P3max>P 時,即可以保證可靠的自密封。
03、O型圈密封條件
1)壓縮變形率的選擇
由于O型圈用的合成橡膠材料是屬于粘彈性材料,所以初期設定的壓緊量和回彈堵塞能力經長時間的使用,會產生變形而逐漸喪失,Z終發生泄漏。變形和彈力消失是O形圈失去密封性能的主要原因。
一般斷面有7%~30%的壓縮變形率,靜密封取大的壓縮率(15%-30%),動密封取小的壓縮率(8%-25%)。
2)O型圈受內壓、外壓的選擇

3)O型圈擠出原理

4)O型圈允許擠出間隙
通常,工作壓力越高,Z大允許擠出間隙數值越小。如間隙數值超過允許范圍,O圈將被擠出甚至損壞。因此,當壓力超過5Mpa時,建議配合擋圈使用。


04、O型圈的常用材質
丁腈橡膠 (NBR) | 耐摩性、耐油性優良,且價格便宜,性價比高。 |
氟橡膠 (FKM) | 各種性能均優良,特別在耐高溫領域表現優異,價格較高。 |
氫化丁腈橡膠(HNBR) | 可耐較寬溫度范圍,耐水、油,綜合性能良好。 |
聚氨酯橡膠 (PU) | 機械強度優良,硬度容許范圍較廣,但耐化學藥品性較差。 |
硅橡膠 (SI) | 耐熱性優良,但機械強度較差。且價格偏高。 |
乙丙橡膠 (EPDM) | 耐候性優良,且價格便宜。耐油性、耐燃性較差。 |
05、O型圈的密封要求
1. 密封性能
密封性是指密封件阻止液/氣體流動的能力。
2. 穩定性
穩定性是指密封件在溝槽中抵抗扭曲和移位的能力。
3. 抗擠出性
抗擠壓是指密封件在壓力下阻止流體流入間隙的能力。
4. 貼合性
貼合性是指密封件貼合、阻擋缸體表面雜質的性能。
06、O型圈密封失效的幾種原因

安裝損壞:硬件部分存在銳邊;彈性體尺寸不合適;彈性體模量硬度低;彈性體表面受到污染。

過度壓縮:設計不當,未考慮熱漲或化學浸泡引起的體積膨脹或過度壓縮。

磨損:密封表面粗糙,溫度過高;運行環境中含有雜質;O型圈表面處理不佳等。
07、O型圈選型的重要原則
工作狀態:動密封,靜密封,或旋轉密封等。
工作頻率:連續工作還是間斷工作。
使用的工況條件(關鍵)
工作壓力:
介質工作壓力高低,壓力波幅,瞬時Z大壓力;
工作溫度:
常規使用溫度、瞬時溫度和冷熱交變溫度等;
介質:
液體、氣體物理化學性能,與介質相容性;
成本來源:性價比高、來源廣。

08、O型圈的常見組合密封圈

O圈常與聚四氟乙烯滑環、擋圈等搭配使用,作為彈性體,對聚四氟乙烯滑環施加預緊力。
常見的O圈組合密封有:
活塞密封GSF, JPW, JAQ2/5, JPGO等;
活塞桿密封JPNO, JPNC, JBRS, GSI等;
防塵密封GSZ2/5,JPT1/2;
旋轉密封GNS, GRS, JDRA, JDRI等。
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