O型圈设计知识大全

O型密封圈是一个圆形环，通常由弹性橡胶制成。其尺寸由内直径d1和线直径d2确定。

O型圈的密封作用是通过其在一个设计合理的沟槽内，径向线径d2的弹性变形获得的。这就意味着圆形的横切面受压变为椭圆形，从而封闭了密封或接触表面之间以及沟槽底部的缝隙。由此产生的表面压缩是获得所需的密封效果的关键。O型圈线径的变形程度主要取决于沟槽深度t。

O型橡胶密封圈是一种断面形状为圆形的密封元件，它广泛用于多种机械设备中，在一定温度、压力及不同的液体或气体介质中起到密封作用。

与其他密封圈相比，具有如下的优越性能：

①密封部位结构简单，安装部位紧凑，而且重量较轻。

②有自密封作用，往往只用一个密封件便能完成密封效果。

③密封性能好，用作固定密封时几乎没有泄漏，用作运动密封时，只在速度较高时才有些泄漏。

④运动摩擦阻力很小，对于压力交变的场合也能适应。

⑤尺寸和沟槽已标准化，成本低，产品易得，便于使用和外购。

与其他密封圈相比，也存在下列三个问题：

①起动时的摩擦阻力大。

②用作气动装置的密封时，必须加润滑油，防止磨损。

③对偶合配件，如运动面、沟槽和间隙等的加工尺寸及精度要求很严。

O型橡胶密封圈的结构设计原理

因为O型橡胶密封圈是安装在各种沟槽中使用，现将安装沟槽情况列于表4-1-3。

压力与密封间隙

O型橡胶密封圈一般是由压缩所产生的回弹来进行密封的，但随着压力的增加，其被挤入密封浊隙而产生形状变化，如图4-1。

为了使O型橡胶密封圈具有良好的密封作用和延长使用寿命，必须使O型橡胶密封圈的安装沟槽和密封部位的间隙设计恰当，当间隙过大时O型橡胶密封圈在油压的作用下挤间隙，造成损伤，从而引起漏损。当工作压力小于9.8MPa时一般不设计挡圈，当压力大于9.8MPa时O型橡胶密封圈承压面易被挤出，应加挡圈；若单向受压，在承压面设置一个挡圈，若是双向受压则要设置二个挡圈，如图4-2。

O型圈的硬度与沟槽最大间隙及工作压力关系

密封间隙的大小与压力等级、橡胶硬度及O型橡胶密封圈断面的直径相关情况，见下表：

活塞杆密封中沟槽深度

缸孔密封时沟槽的深度

径向密封沟槽的深度

一般径向密封沟槽宽度见表4-1-5。

不同截面O型橡胶密封圈轴向沟槽宽度和深度

轴向密封沟槽宽度和深度、轴向密封沟槽宽度和深度见表4-1-8。

O型圈橡胶材料的硬度与工作压力的关系

在橡胶材料标准中，以硬度和压缩永久变形两项性能最为注重。选择压缩变形较小的橡胶材料对密封性能是有利的，而硬度对于O型橡胶密封圈耐压和抗挤又是至关重要的。根据国内标准和实践经验，橡胶在规定温度下的压缩永久变形最大不超过50%。而橡胶的硬度与密封工作压力密切相关，压力越高，硬度也是越高；参见表4-1-11。

注：旋转运动工作压力一般不超过0.4MPa，硬度选择在（70±5）度；超出0.4MPa则按特殊密封装置设计。

沟槽的光洁度要求

沟槽的光洁度、沟槽接触表面的粗糙度对密封效果和耐久性有很大影响。

密封沟槽的各配合偶件表面光洁度

沟槽与压缩量

固定密封用O型橡胶密封圈的压缩率，一般情况下选用15%～25%(此数据经验数据)，运动密封如往复运动情况下压缩率选用10%～12%，旋转运动下一般取3%～5%的压缩率，常用O型橡胶密封圈压缩量与沟槽尺寸见表4-1-9。

O型圈如何生产

1、模压成型

原料是在上下模合并之前用手动的方式加入模具中的，由于这个过程很耗时，所以这种工艺适合小批量和大尺寸的制造。

2、注射成型

原料自动注射到多腔的模具中。此工艺特别适合大量的和小尺寸的制造。

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