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O型密封橡胶圈

O型密封橡胶圈简称O型圈,是一种截面形状为圆形的橡胶圈,主要用于机械部件在静态条件下防止液体和气体介质泄露的密封件。

O型密封圈是一种双向密封元件也是典型的挤压型密封,在安装时,其在径向或轴向的初始压缩量,决定了密封圈的初始密封能力。系统压力作用于密封圈所产生的力,就是其总的密封力;该力随着系统压力的升高而增大。在压力作用下,O型圈的形状和具有高表面张力的液体相仿。压力朝各个方向等值传递。

密封原理

O型圈密封是一种挤压型密封。挤压密封的基本工作原理是在密封接触面上产生接触压力。如果接触压力大于密封介质的内部压力,则不会泄露,否则会泄露。当密封件产生初始形变和应力Pseal,Pw>Pseal时,将不会泄漏。只要O型圈存在初始压力,就可实现无泄漏的绝对密封。O型圈密封是一种自密封结构。

压缩变形率选择

偏心:工作载荷下,O型圈拉伸,变细,就可能泄露

低温:橡胶收缩,变细,可能泄露(低温会造成橡胶加速老化,失去补偿能力)

一般断面有7%-30%的压缩变形率,静密封取大的压缩率(15%-30%),动密封取小的压缩率(9-25%)

O型圈受内压、外压选择

受内压:O型圈外径与沟槽外径相同;受外压:O型圈内径与沟槽内径相同

防止出现在工作压力下出现O型圈直径变小,将O型圈安装在沟槽内时,要受到拉伸或压缩。若拉伸和压缩的数值过大,将导致O型圈截面过度增大或减小。

O型圈挤出原理图示


O型圈允许挤出间隙

最大允许挤出间隙gmax和系统压力,O型圈截面直径及材料硬度有关。通常,工作压力越高,最大允许挤出间隙gmax取值越小。如果间隙g超过允许范围,就会导致O型圈挤出甚至损坏,当压力超过5MPa时,建议使用挡圈。


O型圈沟槽的设计

槽体积比O型圈体积大15%左右。设计参数:形状、尺寸、精度、粗糙度,对于动密封,需要计算相对运动间隙。涉及原则是:容易加工尺寸合理,精度容易保证,拆装方便。

(1)O型圈沟槽深度设计

槽深的设计决定O型圈的设计压缩量,沟槽深度加上间隙小于O型圈自由状态下O型圈的线径。

O型圈的压缩量由内径压缩量δ’和外径压缩量δ”构成。

(2)O型圈沟槽槽口和槽底角设计:

槽口圆角:防止O型圈装配时出现割伤和刮伤。R=0.1~0.2mm。过大会出现挤出,过小会出现割伤。

槽底圆角:防止出现应力集中,动:R=0.1~1mm,静:R=d0/2mm

(3)O型圈沟槽表面粗糙度设计

静密封:Ra=6.3~3.2

动密封:Ra=1.6

旋转密封:轴凹槽:Ra=0.4或更小。



材质介绍

NBR(丁氰橡胶)O型橡胶圈

应用于石油系液压油、甘醇系液压油、汽油、睡、硅润滑脂、硅油等多种介质中使用。是用途最广泛、成本最低的橡胶密封材料。不适用于极性溶剂,如酮类、臭氧、硝基烃、MEK与氯仿。正常使用温度范围为40℃~120℃。

HNBR(氢化丁氰橡胶)O型橡胶圈

具有良好的抗腐蚀、抗撕裂和抗压缩变形等特性,耐臭氧、耐阳光、耐油性等较好。比丁氰橡胶有更佳的抗磨性。适用在洗涤机械、汽车发动机系统和新型环制冷系统中。不适合使用于醇类、酯类和芳香族的溶剂中。正常使用温度范围为-40℃~150℃。

SIL(硅橡胶)O型橡胶圈

具有优秀的耐热、耐寒、耐臭痒、抗大气老化等性能。有良好的绝缘性。但是抗拉强度比一般橡胶差,并且不具耐油性。适用于家用电热水器、电熨斗、微波炉等家电产品,还适用于多种和人体皮肤有间接接触的用品,如水壶、饮水机等。不建议在大部分浓缩溶剂、油品、浓酸和氢痒化钠中使用。正常使用温度范围为-55℃~250℃。

VITON(氟素橡胶)O型橡胶圈

耐高温性优于硅橡胶,有优秀的耐候性、耐臭痒性和耐化学性,但耐寒性不佳。对于多数油品、溶剂都具有抵抗能力,尤其是抗酸类、脂族烃及动植物油。可用于柴油发动机、燃料系统及化工厂的密封需求。不适合使用在酮类、低分子量的酯类及含硝的混合物。正常使用温度范围为-20℃~220℃。

FLS(氟硅橡胶)O型橡胶圈

它的性能兼有氟素橡胶及硅橡胶的优点,在耐油、耐溶剂、耐燃料油及耐高低方面的温性均佳。能抵抗含氧的化合物、含芳香烃的溶剂及含氯的溶剂的侵蚀。可用于航空航天及军事用途。不适合暴露于酮类及刹车油中。一般使用温度范围为-50℃~200℃。

EPDM(三元乙丙橡胶)O型橡胶圈

有很好的耐候性、耐臭氧性、耐水性和耐化学性。适用于醇类及酮类,还可用于高温的水蒸气环境的密封。适用在卫浴设备、汽车散热器汽车刹车系统中。不适合用在食品用途或是暴露于矿物油之中。一般使用温度范围为-55℃~150℃。

CR(氯丁橡胶)O型橡胶圈

耐阳光、耐天候性能极佳。可用在二氯二氟甲烷和氨等制冷剂,耐稀酸、耐硅脂系润滑油,但在苯胺点低的矿物油中膨胀量大。在低温时易结晶、硬化。可适用于各种接触大气、阳光、臭氧的环境及各种耐燃、耐化学腐蚀的密封环节。不适合使用在强酸、硝基烃、酯类、氯仿及酮类的化学物之中。一般使用温度范围为-55℃~120℃。

IIR(丁基橡胶)O型橡胶圈

气密性极佳,耐热、耐阳光、耐臭氧性好,绝缘性能佳;对极性溶剂如醇、酮、酯等有良好的抵抗能力,可暴露在动植物油或痒化物中。可应用于耐化学药品或真空设备。不适合与石油溶剂、煤油或芳烃同时使用。一般使用温度范围为-50℃~110℃。

ACM(丙稀酸脂橡胶)O型橡胶圈

对油类有优秀的抵抗力,耐高温、耐候性均好,但在机械强度、压缩变形率及耐水性方面稍差。一般用于汽车传动系统及动力转向系统之中。不建议用于热水、刹车油、磷酸酯之中。一般使用温度范围为-25℃~170℃。

Nr(天然橡胶)O型橡胶圈

拥有很好的耐磨性、弹性、扯断强度及伸长率。但在空气中容易老化、遇热变粘,在矿物油或汽油中易膨胀和溶解,耐碱但不耐强酸,可用于在汽车的车油,乙醇等含有氢氧根离子的溶液中,正常使用温度范围为-20℃~100℃。

Pu(聚氨酯橡胶)O型橡胶圈

聚氨酯橡胶的机械性能极好,耐磨、耐高压性能都优于其他橡胶。耐老化性、耐臭氧性、耐油性也好,但遇高温易水解。可适用于耐高压、耐磨损密封环节,如液压缸。一般使用温度范围为-45℃~90℃。

FFKM(全氟橡胶)O型橡胶圈

非常优秀的耐化学腐蚀性能,耐酸、碱、酮、酯、醚、强氧化剂等绝大多数已知的化学品。最高耐热可到300℃。通常用于解决复杂环境的密封问题,价格比一般橡胶材质的高出近百倍,非常昂贵,当然密封效果好,并且可使用于非常严格的环境中,无可代替。

PTFE(聚四氟乙烯)O型橡胶圈

PTFE聚四氟乙烯在航空、电气、化工、机械、仪器仪表、金属表面处理、医药、食品、冶金冶炼、液压等工业中广泛用作耐高低温、耐腐蚀材料,摩擦系数低,绝缘材料,防粘涂层等,它已成了不可取代的产品。

集成电路制造就是在硅片上执行一系列复杂的化学或者物理操作,简单讲,这些操作可以分为四大基本类:薄膜制作(1ayer)、刻印(pattern)、刻蚀和掺杂。这些在单个芯片上制作晶体管和加工互连线的技术综合起来就成为半导体制造工艺。

O型圈的安装

O型圈的安装质量对其密封性和使用寿命均有重要影响。泄露问题往往是因为安装不良造成的。安装过程中不允许出现O型圈被划伤和位置安装不正,以及O型被扭曲等情况。装配前,密封沟槽、密封配合面必须严格清洗,同时对O型圈装配中要通过表面涂敷润滑脂。

为了防止O型圈安装时被尖角和螺纹等锐边切伤或划伤,应在安装的轴端和孔端留有15-30多的导入角。当O型圈需要通过外螺纹时,应使用专用的薄壁金属导套,套住外螺纹;如果O型圈通过孔口时,应使孔口倒成相应的斜角形状,以防O型圈被划伤。坡口的斜角一般为120-140度。

                                                                                                                                                                                                                                                              本文引自网络及真空系统解决方案

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