1、广州加士特密封技术有限公司,0-Ring技术交流,王志基2011-03-28,0-Ring技术交流,一、密封基理 二、 0-Ring材料 三、 0-Ring标准 四、设计建议 1、压缩率与容积率 2、预拉伸率和预压缩率 3、工作压力、间隙、材料硬度、挡圈 4、 导入倒角 五、失效形式,一、密封基理,橡胶密封圈可以被想象成不可压缩的，具有很高表面张力的“高粘度流体”。不论是受周围机械结构的机械压力作用，还是受液压流体传递的压力作用，这种“高粘度流体”在沟槽中“流动”，形成“零间隙”，或者说阻止了被其密封的流体的流动。橡胶的弹性补偿了制造和配合公差，其材料内部的弹性记忆是维持密封的重要条件。,装入
2、沟槽 受到系统压力 0形圈挤出 0形圈失效,一、密封基理,1、O形圈安装后，未施加系统压力。此时O形圈受沟槽的机械压力，其截面已不是圆形，它关团了流体的通道。 2、在系统压力作用下， O形圈被迫挤向（但未挤进）配合面之间的狭窄间隙，从而获得了更大的接触面积和密封应力。 3、 O形圈所受压力达到了它的压力极限，有一小部分密封材料被挤进了沟槽间隙。 4、进一步加大系统压力，密封件的表面张力已不足以阻止“流动”，材料挤出到间隙中，导致O形圈啃伤失效。,二、 0-Ring材料,三、 0-Ring标准,四、设计建议,1、压缩率与容积率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。压缩量过小
3、则会直接导致泄漏，压缩量过大除了会增大摩擦力外还会导致材料的压缩永久变形。对于不同的应用场合，相对于截面直径的预压缩量也不同。 液压往复运动密封：12%20%（派克）；16%25%（国标） 旋转密封：3%10% 气动往复运动密封：10%18% （派克）；12%22% （国标） 气液轴向静密封(端面密封)：18 %27% （派克）；18%29% （国标） 气液径向静密封： 17%27% （派克）；17%27% （国标）,四、设计建议,轴向静密封,四、设计建议,四、设计建议,容积率是指密封件体积占沟槽体积的百分比。 O形圈密封的容积率一般为70%80%。为什么不是100%或者更多？ 1、O形圈装入
4、沟槽后，承受一定的压缩，而橡胶材料本身是不可压缩的，所以应有容纳O形圈形变部分的空间。 2、处于油液中的O形圈，除了存在由于油液的浸泡而可能引起的橡胶材料的膨胀外，还有可能存在随着液体工作温度的升高，而引起橡胶材料的膨胀现象，所以沟槽必须留有一定的余量。 3、在运动状态下，能适应O形圈可能产生的轻微的滚动现象，如果O形圈截面填满了沟槽的截面，那么运动时的摩擦阻力将会特别大， O形圈无法滚动，同时引起严重的摩损。但沟槽也不能太宽，因为沟槽过宽时O形圈的游动范围很大，也容易造成O形圈的磨损。,四、设计建议,2、预拉伸率和预压缩率将0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
5、致0形圈截面过度增大或减小，因为拉伸1%相应地使截面直径减小0.5%。对于孔用密封， 0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， 0形圈最好延其周长方向受压缩，最大允许周长压缩量为3%，旋转运动密封在选取压缩时必须要考虑焦耳热效应，一般来说，旋转运转用的O形圈的内径要比轴径大3%5%，外径的压缩率为3%8%。焦耳热效应：是指处于拉伸状态的橡胶受热产生收缩的现象。主要发生在旋转密封场合。拉伸状态的作用：在安装O形圈时，为了使它在密封沟槽内不产生窜动，在用作往复运动密封时，不产生扭曲现象，一般使它处于某种程度的拉伸状态。,四、设计建议,国标的预拉伸率和预压缩率如下：,四、设计建议
6、,3、工作压力、间隙、材料硬度、挡圈最大允许挤出间隙和系统压力、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，最大允许挤出间隙取值越小，如果间隙超过允许值，就会导致O形圈被挤出损坏。 一般情况下， O形圈性能参数如下：,四、设计建议,工作压力、单边间隙、材料硬度之间的关系可参考如下数据:,四、设计建议,四、设计建议,四、设计建议,4、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形圈安装时受挤压，所以设计O形圈导入过程中接触的零件时，必须要有规定的倒角和圆角,四、设计建议,五、失效形式,1、安装损伤； 2、密封件卷曲； 描 述：密封件明显呈现卷曲情况。 造成原因
7、：沟槽尺寸不均匀，沟槽表面粗糙，润滑不足。,五、失效形式,扭曲现象：扭曲是指O形圈沿周向发生扭转的现象，扭曲现 象一般发生在动密封状态。O形圈如果装配妥善，并且使 用条件适当，一般不大容易在往复运动状态下产生滚动或扭曲。 引起扭曲损伤的原因很多，其中最主要的是由于活塞、活塞杆和缸筒间隙不均匀、偏心过大、 O形圈断面直径不均匀等造成，由于O形圈在一周多受的摩力不均匀， O形圈的某些部分摩擦过大，发生扭曲。通常，断面尺寸较小的O形圈，容易产生摩擦不均匀，造成扭曲。,五、失效形式,3、压缩永久变形； 描 述：密封件接触表面呈现平面永久变形 造成原因：压力过大；温度过高；材料没有完成硫化处理；材料本身永久变形率过高。,五、失效形式,4、挤出、间隙咬伤； 描 述：密封件有粗糙破烂的边缘，一般通常在压力低的一侧。 造成原因：间隙过大，压力过大，材料硬度或弹性太低，沟槽空间太小，间隙尺寸不规则。,五、失效形式,5、磨损 描 述：密封件全部或部分密封区域产生磨损，可在密封表面找到材料磨损的颗粒。 造成原因：密封表面光洁度不够，密封环境渗入磨损性的污物,五、失效形式,6、压力爆破 描 述：密封件表面呈现气泡，凹坑。 造成原因：压力很大时材料吸收介质内的气体，压力突然减小时，材料所吸收的气体快速逃出，造成密封表面爆破。,谢谢大家！,
