O型密封圈的选型与使用

密封件的合理选取对液压元器件的性能和使用寿命起着很重要的作用。结合作者长期从事这方面的工作中积累的一些经验与体会，对O型密封件在动静密封场合的设计原则、选型、预压缩量、沟槽尺寸、装配注意事项等作了详细叙述，供同行参考。

　　O型圈具有良好的密封性，密封压力在1.33×10-5Pa到100MPa范围内，因其具有结构简单、性能可靠、价格低廉、易于选配等优点，被广泛应用在各种动、静密封场合。本文结合作者多年从事液压气动元器件设计的经验与体会，重点介绍O型圈的设计、选型及相关注意事项。

1、设计要点

　　1.1、O型圈尺寸和材料硬度的选择

　　1)尺寸选择原则

　　(1)O型圈的截径d2的选择原则。图1为O型圈的尺寸图。为了达到最好的密封效果，O型圈的截径d2应尽可能选大些。

图1 O型圈尺寸图

　　在动密封应用场合中，考虑到尺寸公差因素，对同一内径d1，推荐选用较大的截径。在静密封应用场合中，选用较大截径比选用较小截径更加安全可靠。

　　(2)O型圈的内径d1的选择原则。O型圈内径d1的选择原则请参照文中1.3和1.9的相关内容。下面推荐表1所示的数据，供选择O型圈尺寸时参考。

表1 O型圈尺寸选择的参考数据

　　2)材料及硬度选择原则

　　O型圈材料的硬度取决于工作压力、间隙值和应用场合(动、静密封)以及密封零部件的表面加工质量。对于标准化应用场合，推荐材料硬度为邵尔A70，而在高压(20MPa以上)或承受脉冲压力工况时，则材料的硬度需相应提高。

　　1.2、O型圈安装后的初始压缩量

　　O型圈在安装沟槽中的初始压缩量(预压缩量)是至关重要的，根据不同的应用场合，O型圈的初始压缩量建议如下：

　　静密封：当油液压力在30MPa以下时，选(15～20)%；当压力在30～60MPa的范围时，选(20～25)%；当压力在60～100MPa的范围时，选(25～30)%。动密封：当油液压力在1MPa以下时，选(5～10)%；当压力在1～15MPa的范围时，选(10～15)%；当压力在15～30MPa的范围时，选(15～20)%。

　　1.3、拉伸和挤压

　　O型圈安装时允许有一定程度的拉伸和挤压量，这种情况不会影响其密封效果。在用于径向孔密封场合时，O型圈安装时将会受到拉伸，即d3>d1。推荐拉伸量：取(2～5)%。在径向轴密封场合时，O型圈安装时将会受到挤压，即da>d6。推荐挤压量：取(1～3)%。

　　O型圈拉伸和挤压量计算公式如下：

　　式中d1———O型圈内径(mm)；da———da=d1+2d2，其中d2表示O型圈截径(mm)；d3———径向孔密封中沟槽底径(mm)；d6———径向轴密封中沟槽底径(mm)；δ1———拉伸量；δ2———挤压量。

　　1.4、安装沟槽的填满率

　　O型圈安装沟槽常用的矩形面积应大于O型圈截面积约为25%。

　　这样，当O型圈与化学物质接触而引起体积增大及缩小时，安装沟槽就有足够的空间来适应。同样，介质的压力作用于O型圈表面，使之提高所需接触压力以达到较好的密封效果。

　　安装沟槽填满率的计算方法为：

　　1.5、安装沟槽的圆角

　　矩形安装沟槽是常用的一种形式，其侧面可加工成0°～5°的倾斜度，若采用挡圈，则侧面必须是垂直的，如图2所示。O型圈截径d2与倒角r1、r2的关系见表2。

图2 矩形安装沟槽

表2 O型圈截径与倒角关系