1、O型圈及其槽设计O型密封圈及其槽的设计O形圈密封是典型的挤压型密封 。
0形圈截面直径的压缩率和拉伸是 密封设计的主要容 ， 对密封性能和使用寿命有重要意义 。
0形圈一般 安装在密封沟槽起密封作用 。
0形密封圈良好的密封效果很大程度上 取决于0形圈尺寸与沟槽尺寸的正确匹配 ， 形成合理的密封圈压缩 量与拉伸量 。
密封装置设计加工时 ， 若使 0形圈压缩量过小 ， 就会 引起泄漏；压缩量过大则会导致 0形密封圈橡胶应力松弛而引起泄 漏 。
同样 ， 0形圈工作中拉伸过度 ， 也会加速老化而引起泄漏 。
世界 各国的标准对此都有较严格的规定 。
1、0形圈密封的设计原则1）压缩率压缩率W通常用下式表示：W= （do-h）/do%式中do0形圈 。

2、在自由状态下的截面直径（mm）h 0形圈槽底与被密封表面的距离 ， 即0形圈压缩后的截面高度(mm) 。
在选取0形圈的压缩率时 ， 应从如下三个方面考虑：a. 要有足够的密封接触面积b. 摩擦力尽量小c. 尽量避免永久变形 。
从以上这些因素不难发现 ， 它们相互之间存在着矛盾 。
压缩率大就可 获得大的接触压力 ， 但是过大的压缩率无疑会增大滑动摩擦力和永久 变形 。
而压缩率过小则可能由于密封沟槽的同轴度误差和O形圈误差不符合要求 ， 消失部分压缩量而引起泄漏 。
因此 ， 在选择O形圈的压缩率时 ， 要权衡个方面的因素 。
一般静密封压缩率大于动密封 ，但其极值应小于30%和橡胶材料有关） ， 否则压缩应力明显松弛 ， 将 产生过大的永久变形 ，。

3、在高温工况中尤为严重 。
O形圈密封压缩率 W的选择应考虑使用条件 ， 静密封或动密封；静 密封又可分为径向密封与轴向密封；径向密封（或称圆柱静密封）的 泄漏间隙是径向间隙 ， 轴向密封（或称平面静密封）的泄漏间隙是轴 向间隙 。
轴向密封根据压力介质作用于 O形圈的径还是外径又分受 压和外压两种情况 ， 压增加的拉伸 ， 外压降低O形圈的初始拉伸 。
上述不同形式的静密封 ， 密封介质对 O形圈的作用力方向是不同的 ，所以预压力设计也不同 。
对于动密封则要区分是往复运动还是旋转运 动密封 。
1.静密封：圆柱静密封装置和往复运动式密封装置一样 ，一般取 W=10%15%平面密封装置取 W=15%30%2.对于动密封而言 ， 可以分为 。

4、三种情况：a.往复运动密封一般取 W=10%15% b.旋转运动密封在选取压缩率时必须要考虑焦耳热效应 ， 一般来说 ， 旋转运动用0形圈的径要比轴径大3%5%外径的压缩率 W=3%8% c.低摩擦运动用0形圈 ， 为了减小摩擦阻力 ， 一般均选取较小的压缩 率 ， 即 W=5%8%此外 ， 还要考虑到介质和温度引起的橡胶材料膨胀 。
通常在给定的压 缩变形之外 ， 允许的最大膨胀率为15%超过这一围说明材料选用不合适 ， 应改用其他材料的 0形圈 ， 或对给定的压缩变形率予以 修正 。
压缩变形的具体数值 ， 一般情况下 ， 各国都根据自己的使用经 验制订出标准或给出推荐值 。
2）拉伸量0形圈在装入密圭寸沟槽后 ， 一般都有一定的拉伸量 。
与压缩率 。

5、不一样 ，拉伸量的大小对 0形圈的密封性能和使用寿命也有很大的影响 。
拉 伸量大不但会导致0形圈安装困难 ， 同时也会因截面直径do发生变 化而使压缩率降低 ， 以致引起泄漏 。
拉伸量a可用下式表示：a=（d+do）/（d1+do ）式中d轴径（mm）;
di0形圈的径（mm）;
doO形圈的截面直径（mm ） 。
3）接触宽度O形圈装入密封沟槽后 ， 其横截面产生压缩变形 。
变形后的宽度及其 与轴的接触宽度都和 0形圈的密封性能和使用寿命有关 ， 其值过小 会使密封性受到影响；过大则增加摩擦 ， 产生摩擦热 ， 影响0形圈的寿命 。
0形圈变形后的宽度 BO（mm ）与0形圈的压缩率 W和截面直径 dO有关 ， 可用下式计算BO=1/（ 。

6、1-W）-0.6WdO（ W 取 10%40%0形圈与轴的接触面宽度b （mm）也取决于 W和dO :b=（ 4W2+0.34W+0.31）dO（ W 取 10%40%）对摩擦力限制较高的 0形圈密封 ， 如气动密封、液压伺服控制元件 密封 ， 可据此估算摩擦力 。
2、0形圈的设计绝大多数的0形圈是用合成橡胶材料制成的 。
合成橡胶 0形圈的尺 寸由国际标准（ISO3601/1 ）国家标准和组织标准等确定 。
如有些国 家将0形圈的尺寸系列分为P系列（运动用）、G系列（固定用）、V 系列（真空用）和ISO系列（一般工业用）四个系列组成 。
我国的0形圈径、截面直径尺寸及公差由 GB/T34542.1 1992规定 。
。

7、 密封 装置的密封可靠性主要取决于 0形圈的压缩量 。
在一般的情况下 ， 这种压缩量都是很小的 ， 只有十几微米到几十微米 ， 这就要求0形圈的尺寸公差具有很高的精度 。
因此 ， 0形圈需要采用高精度的模具 进行加工 ， 同时必须准确地掌握作为设计依据的0形圈材质的收缩率 。
一般只能通过实测 ， 来获得 0形圈的收缩率 。
值得注意的是：1）0形圈截面收缩率很小 ， 一般不予考虑 。
只有在其截面直径大于8mm的情况下 ， 才予以考虑2） 在配方和工艺条件一定的情况下 ， 0形圈的收缩率会随着材质硬 度的提咼而减小 ， 也会随着其径的减小而提咼 。
具有中等硬度（HS75 5） ， 以及中等大小（径d=4070mm ）的0形圈 ， 其径的收缩率大 约为1.5 。

8、%一般 ， 在静密封场合 ， 可选择截面较小的密封圈；在动密封场合 ， 应 选择截面较大的密封圈 。
通常 ， 压力较高和间隙较大时 ， 应选择较高 硬度的材料；也可以选择一般硬度的材料 ， 再安装一个聚四氟乙烯挡圈3、0形密封圈密封沟槽设计0形密封圈的压缩量与拉伸量是由密封沟槽的尺寸来保证的 ， 0形密圭寸圈选定后 ， 其压缩量、拉伸量及其工作状态由沟槽决定 ， 所以 ， 沟 槽设计与选择对密封装置的密封性和使用寿命的影响很大 ， 沟槽设计是0形圈密封设计的主要容 。
密封沟槽设计包括确定沟槽的形状、尺寸、精度和表面粗糙等 ， 对动密封 ， 还有确定相对运动间隙 。
沟槽 设计原则是：加工容易 ， 尺寸合理 ， 精度容易保证 ， 0形圈装拆较为方便 。
常见的槽形为矩形 。

9、槽 。
1）沟槽形状矩形沟槽是液压气动用 0形密封圈使用最多的沟槽形状 。
这种沟槽 的优点是加工容易 ， 便于保证 0形密封圈具有必要的压缩量 。
除矩 形沟槽外 ， 还有V形、半圆形、燕尾形和三角形等型式的沟槽 。
三角形沟槽截面形状是以 M为直角边的等边直角三角形 。
截面积大约 为0形圈截面面积的1.051.10倍 。
三角形沟槽式密封装置在英国、 美国、日本等国家均有应用 。
设计的原则是 0形密封圈径的公称尺 寸相等 。
密封沟槽即可开在轴上 ， 也可开在孔上；轴向密封则沟槽开在平面上 。
2）槽宽的设计密圭寸沟槽的尺寸参数取决于 0形密圭寸圈的尺寸参数 。
沟槽尺寸可按 体积计算 ， 通常要求矩形沟槽的尺寸比 0形圈的体积大15%左 。

【及其|O型圈及其槽设计】10、右 。
这 是因为：a. 0形圈装入沟槽后 ， 承受 3%30%勺压缩 ， 而橡胶材料本身是不可 压缩的 ， 所以应有容纳 0形圈变形部分的空间 。
b. 处于油液中的0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增高 ，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 。
c. 在运动状态下 ， 能适应0形圈可能产生的轻微的滚动现象 。
一般认 为 ， 装配后的0形密封圈与槽壁之间留有适当的间隙是必要的 。
但 是这个间隙不能过大 ， 否则在交变压力的作用下就会变成有害的“游 隙” ， 而增加0形圈的磨损 。
槽不宜太窄 ， 如果 0形圈截面填满了槽的截面 ， 那么运动时的摩擦 阻力将会特别大 ， 0 。

11、形圈无法滚动 ， 同时引起严重的磨损 。
槽也不宜 过宽 ， 因为槽过宽时 0形圈的游动围很大 ， 也容易磨损 。
特别是静 密封时 ， 如果工作压力是脉动的 ， 那么静密封就不会静 ， 它将在不适 宜的宽槽以同样的脉动频率游动 ， 出现异常磨损 ， 使0形圈很快失效 。
0形圈的截面面积至少应占矩形槽截面面积的85%槽宽必须大于0形圈压缩变形后的最大直径 。
在许多场合下保证取槽宽为0形圈截面直径的1.11.5倍 。
当压很高时 ， 就必须使用挡圈 ， 这时槽 宽也应相应加大 。
工作方式不同 ， 径向密圭寸或轴向密圭寸 ， 动密圭寸或 静密封 ， 液压密封或气动密封 ， 密封沟槽尺寸不同 。
我国 0形圈密封圈 与密封沟槽尺寸系列根据国家标准 GB/T3452.3198 。

12、8),也可根据对 根据对密封圈压缩量与拉伸量的要求计算设计沟槽尺寸 。
3）槽深的设计沟槽的深度主要取决于0形密封圈所要求的压缩率 ， 沟槽的深度加 上间隙 ， 至少必须小于自由状态下的 0形圈截面直径 ， 以保证密封 所需的0形圈压缩的变形量 。
0形圈压缩变形量由0形圈径处的压缩变形量3和外径处的压缩变 形量汀组成 ， 即3= 5+ 5 。
当沪时 ， 形圈的截面中心与槽的 截面中心重合 ， 两中心圆的圆周相等 ， 说明0形圈安装时未受到拉伸 。
如果3 3则0形圈截面中心圆的周长小于槽中心圆的周长 ，说明0形圈以拉伸状态装在槽；若3& It;
3,0贝形圈截面中心圆的 周长大于槽的截面中心圆周长 ， 此时 ， 0形圈受周向压缩 ， 拆卸时 ， 0 。

13、形圈会出现弹跳现象 。
设计槽深时 ， 应首先确定 0形圈的使用方式 ， 然后再去选定合理的压缩变形率 。
4）槽口及槽底圆角的设计 沟槽的外边口处的圆角是为了防止 0形圈装配时刮伤而设计的 。
它一般采用较小的圆角半径 ， 即 r=0.10.2mm 。
这样可以避免该处形成锋利的刃口 ，0形圈也不敢发 生间隙挤出 ， 并能使挡圈安放稳定 。
沟槽槽底的圆角主要是为了避免该处产生应力集中设计的 。
圆角半径的取值 ， 动密封沟槽可取 R=0.31mm ,静密封沟槽可取其 0形圈截面直径的一半 ， 即R=d/2 。
5） 间隙 往复运动的活塞与缸壁之间必须有间隙 ， 其大小与介质工作压力和0形圈材料的硬度有关 。
间隙太小 ， 制造、加工困难；间隙 太大 ， 0 。

14、形圈会被挤入间隙而损坏 。
一般压越大 ， 间隙越小；0形圈材料硬度越大 ， 间隙可放大 。
当间隙值在曲线的左下方时 ， 将不发生间隙咬伤即“挤出”现象 。
间隙的给定数值与零件的制造精度有很大 关系 。
6）槽壁粗糙度 密封沟槽的表面粗糙度 ， 直接影响着0形圈的密封性和沟槽的工艺性 。
静密封用 0形圈工作过程中不运动 ， 所以槽壁 的粗糙度用Ra=6.33.2呵 ， 对于往复运动用0形圈 ， 因常在槽滚动 ，槽壁与槽底的粗糙程度应到低一些 ， 要求在Ra=1.60g以下 。
旋转运动用的0形圈一般在沟槽是静止的 ， 要求轴的粗糙度Ra=0.40呵或者抛光 。
4、挡圈挡圈的作用在于防止0形圈发生“间隙咬伤”现象 ， 提高其使用压力 。
安有挡圈的0形圈在 。

15、高压作用下 ， 首先向挡圈靠拢 。
随着压力的增 加 ， 0形圈与挡圈互相挤压 。
由于它们是弹性体 ， 两者同时发生变形 ，此变形首先向它们的上下两角扩展 ，直到压力超过10.5MPa 。
这种变 形一直在两者之间进行 ， 而不致使挡圈发生“挤出”现象 。
根据挡圈材 料和结构形式的不同 ， 其承压能力提高的程度也不同当压力足够大时 ， 挡圈也会产生“挤出”现象 。
0形圈使用挡圈后, 工作压力可以大大提高 。
静密封压力能提高到200700MPa ;
动密封 压力也能提高到40MPa 。
挡圈还有助于0形圈保持良好的润滑 。
如 果单向受压 ， 则在承受侧用一个挡圈；如果双向受压则用两个挡圈 。
对于静密封 ， 压在32MPa以下不用挡圈 ， 超过此值用挡圈 。
使用挡 圈后虽可防止0形圈发生“间隙咬伤”现象 ， 但会增加密封装置的摩擦 阻力 。
挡圈的材料有皮革、硬橡胶和聚四氟乙烯等 ， 也有尼龙6和尼龙1010的 。
而以聚四氟乙烯挡圈最为常用 。
聚四氟乙烯作为挡圈 材料有下列有点 。
1）工作精度高 。
2）耐化学品性能优异 ， 可用于几乎所有的介质 。
3）无硬化破损现象 。
4）使用温度围宽 。
5）摩擦力小 。
6）无吸水性 。
7）在177C温度下不发生老化等 。

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标题：及其|O型圈及其槽设计