O 型密封圈设计计算
O 型密封圈是典型的挤压型密封。O 型圈截面直径的压缩率和拉伸量是密封设计的主要内容，对密封性能和使用寿命有重要意义。O 型密封圈有良好的密封效果很大程度上取决于O 型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。1．压缩率
压缩率W 通常用下式表示：
W=（d 0-h）/d 0×100%
式中d 0-----O 型圈在自由状态下的截面直径(mm);
h------O 型圈槽底与被密封表面的距离（沟槽深度），即O 型圈压缩后的截面高
度(mm)
在选取O 形圈的压缩率时,应从如下3方面考虑：
1．要有足够的密封接触面积；2．摩擦力尽量小；3．尽量避免永久变形。
从以上这些因素不难发现,他们相互之间存在矛盾。压缩率大就可获得大的接触压力，但是过大的压缩率无疑就会增大滑动摩擦力和永久形。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，要权衡各方面的因素。一般静密封压缩率大于动密封，但其极值应小于25%，否则压缩应力明显松弛，将产生过大的永久变形，在高温工况中尤为严重。
O 型密封圈压缩率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 形圈的内径还是外径又分受内压和受外压两种情况，内压增加的拉伸，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密封还是旋转运动密封。
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%；平面静密封装置取W=15%～30%。
2．对于动密封而言，可以分为三种情况；往复运动一般取W=10%～15%。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O 形圈的内径要比轴径大3%-5%，外径的压缩率W=3%-8%。低摩擦运动用O 型圈，为了减少摩擦阻力，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%，超过这一范围说明材料选用不合适，应改用其他材料的O形圈，或对给定的压缩变形率予以修正。
2拉伸量
O型圈在装入密封沟槽后，一般都有一定的拉伸量。与压缩率一样，拉伸量的大小对O 型圈的密封性能和和使用寿命也有很大的影响。拉伸量大不但会导致O型圈安装困难，同时也会因截面直径d
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：
α=(d+d0)/(d1+d0)
式中d-----轴径（mm）；d
1
----O形圈内径（mm）。
拉伸量的取值范围为1%-5%。如表给出了O型圈拉伸量的推荐值，可根据轴径的大小，按表选限取O型圈的拉伸量。
O型圈压缩率与拉伸量的取值范围
密封形式密封介质拉伸量α（%）压缩率w（%）
静密封液压油 1.03～1.0415～25空气<1.0115～25
往复运动液压油 1.0212～17空气<1.0112～17
旋转运动液压油0.95～１3～8
各种O形圈橡胶材料的硬度与工作压力的关系
硬度（邵氏A）/度50±560±570±580±590±5工作压力静密封
/Mpa≤
0.51102050工作压力（往复运动，往复速度
≤0.2m/s）/Mpa
0.5181624
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。
日本JISB2406－1991推荐的O形圈密封的最大间隙/mm
工作压力/MPa
硬度（邵氏A）/度
≤0.4 4.0～6.3 6.3～1010～1616～25 700.350.300.150.070.03
900.650.600.500.300.17美国SAEJ120A－1968推荐的O形圈的最大封间隙值/mm
硬度（邵氏A）
/度
708090
工作压力/MPa
00.2540.2540.254
1.720.2540.2540.254
3.450.2030.2540.254
6.890.1270.2030.254
10.340.0760.1270.203
13.790.1020.127
20.680.0760.102
34.470.076
O形圈的截面直径和轴的转速关系
转速/m/s O形圈截面直径/mm转速/m/s O形圈截面直径/mm
2.03
3.537.62 1.78
3.05 2.62
NBR胶料硬度与耐压能力之间的关系
硬度（邵氏A）/度拉伸强度/MPa伸长率/%适用压力范围/MPa 80224002
852730620
902512050
型号 Model 外径External diameter 线径 Thickness 10001 2.10.35 10002 1.80.5 1000320.6 10004 2.60.6 1000530.7 1000630.8 10007 3.20.8 10008 3.80.8 10009 3.21 10010 3.41 10011 3.51 10012 3.81 10013 3.91 1001441 10015 4.21 10016 4.31 10017 4.51 10018 4.61 10019 4.81 1002051 10021 5.81 1002261 1002371 1002481 1002591 100269.51 10027101 10028111 10029121 10030141 10031151 10032161 10033171 10034181 10035191 10036201 10037221 10038241 10039251 10040261 O型密封圈规格表
10041281 10042301 10043321 10044341 10045351 10046381 10047401 100484 1.1 100495 1.1 100505 1.5 10051 5.5 1.5 100526 1.5 10053 6.5 1.5 100547 1.5 100558 1.5 100568.5 1.5 100579 1.5 1005810 1.5 1005911 1.5 1006012 1.5 1006113 1.5 1006214 1.5 1006315 1.5 1006416 1.5 1006517 1.5 1006618 1.5 1006720 1.5 1006821 1.5 1006922 1.5 1007023 1.5 1007124 1.5 1007225 1.5 1007326 1.5 1007427 1.5 1007528 1.5 1007632 1.5 1007734 1.5 1007836 1.5 1007938 1.5 1008040 1.5 1008142 1.5 1008244 1.5 1008346 1.5 1008448 1.5 1008550 1.5 1008653 1.5 1008756 1.6
D型密封圈单腔模设计说明书 徐州工业职业技术学院 系别：材料工程系 班级：高分子应用097 姓名：李贵 学号：930207013 班内序号：09
参考目录 一、分析D型密封圈 (3) 二、模具结构的确定与设计 (3) （1）模具设计的基本要求 (3) （2）模具断面形状及类型的选择 (2) （3）分型面的选择与确定 (4) （4）收缩率的确定及影响因素 (4) （5）型腔尺寸的确定 (5) （6）模具导向与定位 (5) （7）余料槽、启模口 (5) （8）模具外形尺寸的确定 (6) （9）模具型腔内的粗糙度及模具外表面的粗糙度 (6) （10）模具材料的选择 (6) （11）模具设计组合图设计 (7) （12）模具半模图设计 (8) 总结 (9) 主要参考文献 (9)
D型密封圈的设计 一、D型密封圈的使用分析 D型密封圈再使用过程中不易拧扭损伤，且在低温下起作用时，、其接触压力比O形圈大，不易啃伤，是一种自密性能好的橡胶密封圈，其类型属于异形断面O形圈，其模具与O形圈模具相似，分型面选择在圆弧最大处。 二、模具结构的确定与设计 1、设计基本要求 提高制品质量，满足外观和尺寸精度等方面的要求，若设计的密封圈其静密封作用，则Ra=6.3~3.2um，动密封时，则Ra<1.6um.。 2、模具的装拆、填料及取出制品，不要损坏制品 该模具有上下模与型芯共三部分组成，设有启模口、型芯与上下模用斜面导向槽，型芯与上下模用斜面定位。上模与型腔之间设有跑气孔，且下模靠近型腔部位开半径为2的半圆形余料槽，保证制品取出方便，模具装拆、填料方便易用。
3、制造容易，成本低廉 模具为单腔模，使用的模具的成型方法为一般车雪冰、磨削等方法。该模具是为丁腈胶模具，无腐蚀性，可选用性能合乎要求的45号钢等一般碳素结构钢，其切削加工性能良好，且该钢可进行调质处理，强度和耐磨性也较高，另外价格较低，有利于降低模具的制造成本，选用45号钢可满足条件。 三、模具的断面形状及类型的选择 模具断面为类似长方形，即沿直径方向纵向切开，采用压模类型的开放式结构. 四、分型面的选择与确定 该胶料密封圈有圆弧，分型面可选择在圆弧最大处，且该圆弧与密封圈上表面相切，可将分型面确定在上表面相平的位置上。 五、收缩率的确定与影响因素 橡胶制品具有一定的冷热温差而产生的收缩，其主要有胶料的种类与含胶率，加工的工艺，制品的大小形状以及断面结构与有无骨架有关。该胶为NBR-41，可以知道其收缩率在1.8%~2.0%之间，取中间值可最大限度的满足条件，可确定该胶料的收缩率为1.9%.
o型密封圈国家标准圈（GB3452、1） QY-D 聚氨脂密封圈(孔用) 型号规格(D*d*H) 单价（外径D×内径d×厚度H）或（内径ID×线径C/S）QYD-20 20*12*6 2.2 QYD-22 22*14*6 2.2 QYD-25 25*17*6 2.2 QYD-30 30*22*8 2.3 QYD-32 32*24*8 2.3 QYD-35 35*27*8 2.3 QYD-36 36*28*8 2.4 QYD-40 40*32*8 2.4 QYD-45 45*37*8 2.4 QYD-50 50*42*8 2.5 QYD-56 56*48*8 2.4 QYD-63A 63*53*12 2.68 QYD-63 63*51*12 2.8 QYD-70A 70*60*12 3.9 QYD-70 70*58*12 4.3 QYD-80A 80*70*12 4.4 QYD-80 80*68*12 4.9 QYD-90A 90*80*12 5.2 QYD-90 90*78*12 5.5 QYD-100A 100*90*12 5.6 QYD-100 100*88*12 5.9 QYD-110A 110*100*12 7 QYD-110 110*98*12 7.3 QYD-125A 125*115*12 7.4 QYD-125 125*113*12 7.8 QYD-130A 130*120*12 7.9 QYD-130 130*118*12 9.2 QYD-140A 140*130*12 9.4 QYD-140 140*128*12 9.6 QYD-160A 160*150*12 11.3 QYD-160 160*148*12 11.7 QYD-170 170*155*16 18.5 QYD-180A 180*165*16 18.9 QYD-180 180*164*16 18.9 QYD-190 190*175*16 22 QYD-200A 200*185*16 22.7
O型密封圈的选型设计计 算参考 The latest revision on November 22, 2020
【论文摘要】O形密封圈和密封圈槽尺寸的合理匹配是延长密封圈无泄漏密封寿命的必要保证。据此提出一种选配两者尺寸的理论计算方法，并以Y341—148注水封隔器所选密封圈的计算为例说明，根据不同的密封圈可以计算出相应的密封圈槽尺寸。为保证密封圈长期有效地工作，还必须合理选择其压缩率、拉伸量和孔、轴配合精度等相关参数。选取压缩率时，应考虑有足够的密封面接触压力、尽量小的摩擦力和避免密封圈的永久性变形。顾及到一般试制车间的加工水平和井下工具主要是静密封的状况，建议密封面的轴、孔配合应优先选用H8/e8。 SelectionofO-ringandcalculationofO-ringgroovesize ChenAiping,ZhouZhongya (ResearchInstituteofOilProductionTechnology,JianghanPetroleumAdministration,Qianjiand City,HubeiProvince) RationalmatchingofO-ringsandO- ringgroovesisofgreatimportancetop[rolongingtheservicelifeofO- rings.AmethodforselectingO-ringwaspresented.ThesizesoftheO-ringgtoovecanbecalculatedaccordingtovariousO-rings.Toensurelong-termandeffectiveworkofthering,thecompressibility,tensiledimensionandbore-shaftmatchingaccuracyshouldbeproperlyselected. SubjectConceptTerms:O-ringO-ringgroovematchingservicelife 用O形密封圈(以下简称密封圈)密封是最常用的一种密封方式，然而至关重要的是如何正确地选择密封圈和设计密封圈槽尺寸。常规的方法是将密封圈套在宝塔上用游标卡尺测量外径，再确定其相应尺寸。这种方法的弊端是：(1)密封圈是弹性体，外径测量不准确；(2)在设计新工具时，往往没有现成的密封圈，难以确定尺寸，其过盈量往往掌握不准。过盈量太大时密封圈易被剪切损坏，太小时又容易失封。针对这种状况，笔者提出一种选配密封圈的理论计算方法（指外密封圈），以供参考、讨论。 密封圈的密封机理［1］ 密封圈密封属于挤压弹性体密封，是靠密封环预先被挤压由弹性变形产生预紧力，同时工作介质压力也挤压密封环，使之产生自紧力。也就是说，挤压弹性体密封属于自紧式密封。 密封圈在介质压力p1作用下，其受力状况如图1所示，产生的接触压力为 pc=pco+Δpc (1) 式中pc——介质压力下的总接触压力，MPa； pco——密封圈初始压力，称之为预接触压力，MPa； Δpc——介质压力经密封圈传递给接触面的接触压力，称为介质作用接触压力，Δpc=κ p1,MPa，其中κ为侧压系数，κ=υ/(1-υ),对于橡胶密封件κ≈0.9～0.985；υ为密封圈材料的泊松比，对于橡胶密封件，υ=0.48～0.496。 图1 密封圈接触压力分布 要保持密封，必须保证pc＞p1，而Δpc永远小于p1，故应保持足够的预接触压力pco，即密封圈要有足够的预压缩率，才能保证密封。但如果预压缩率太大，又会影响密封圈的工作寿命，因此密封圈和密封圈槽尺寸的合理匹配是延长密封圈无泄漏密封寿命的必要保证。 密封圈及密封圈槽的选配方法 内密封圈的选配比较简单，不再赘述，这里只介绍一种外密封圈的选配方法。 假定孔、轴直径分别为D、d，所选密封圈为D0×d0，问题是如何确定密封圈槽的底径D1，如图2所示。 图2 密封圈及密封圈槽尺寸
生产培训教案 主讲人：李飞含 技术职称：助理工程师 所在生产岗位：汽机调速三级点检员
培训题目： O型密封圈密封件的选型与使用 培训目的： 熟悉掌握O型密封圈的材料特性、压缩量选择、安装技术规范。内容摘要： 1、橡胶密封件原料特性 2、O型圈标准 3、O形密封圈选择应考虑的因素 4、影响密封性能的其它因素 5、O形圈安装设计
一、橡胶密封件原料特性
E=EXCELLENT(优良)； G=GOOD(良好)； F=FAIR(一般)； P=POOR(不良) 一、概述 特点 O形密封圈由于它制造费用低及使用方便，因而被广泛应用在各种动、静密封场合。 标准 大部分国家对O形密封圈都制定系列产品标准，其中美国标准（AS 568）、日本标准（JISB2401）国际标准（ISO 3601/1）较为通用。 O型圈标准一览表 密封机理
O 形密封圈是一种自动双向作用密封元件。安装时其径向和轴向方面的预压缩赋与O 形密封圈自身的初始密封能力。它随系统压力的提高而增大。 （A ）无压缩状态 （B ）无压力作用下的压缩状态 （C ）压力作用 二、O 形密封圈选择应考虑的因素 1.工作介质和工作条件 在具体选取O 形圈材料时，首先要考虑与工作介质的相容性。还须终合考虑其密封处的压力、温度、连续工作时间、运行周期等工作条件。若用在旋转场合，须考虑由于磨擦热引起的温升。不同的密封件材料，其物理性能和化学性能都不一样，见《橡胶密封件原料特性表》。 2.密封形式 按负载类型可分为静密封和动密封；按密封用途可分为孔用密封、轴用密封和旋转轴密封；按其安装形式又可分为径向安装和轴向安装。径向安装时，对于轴用密封，应使O 形圈内径和被密封直径d2间的偏差尽可能地小；对于孔用密封，应使其内径等于或略小于沟槽的直径d1。
前言 本技术规范起草部门：技术与设计部 本技术规范起草人：何龙 本技术规范批准人：唐在兴 本技术规范文件版本：A0 本技术规范于2014年8月首次发布
密封结构设计技术规范 1适用范围 本技术规范适用于灯具外壳防护使用密封圈的静密封结构设计。包括气密性灯具密封结构设计。2引用标准或文件 GB/T 3452.1-2005 液压气动用O形橡胶密封圈第1部分：尺寸系列及公差 GB/T 3452.3-2005 液压气动用O形橡胶密封圈沟槽尺寸 GB/T 6612-2008 静密封、填料密封术语 JB/T 6659-2007 气动用0形橡胶密封圈尺寸系列和公差 JBT 7757.2-2006 机械密封用Ｏ形橡胶圈 JB/ZQ4609-2006 圆橡胶、圆橡胶管及沟槽尺寸 《静密封设计技术》（顾伯勤编著） 《橡胶类零部件（物料）设计规范》（在PLM中查阅） 3基本术语、定义 3.1密封：指机器、设备的连接处没有发生泄露的现象（该定义摘自《静密封设计技术》）。 3.2静密封: 相对静止的配合面间的密封。密封的功能是防止泄漏。 3.3泄漏: 通过密封的物质传递。造成密封泄漏的主要原因：（1）机械零件表面缺陷、尺寸加工误 差及装配误差形成的装配间隙；（2）密封件两侧存在压力差。减小或消除装配间隙是阻止泄漏的主要途径。 3.4接触型密封：借密封力使密封件与配合面相互压紧甚至嵌入，以减小或消除间隙的密封。 3.5密封力（或密封载荷）：作用于接触型密封的密封件上的接触力。 3.6填料密封：填料作密封件的密封。 3.7接触压力：填料密封摩擦面间受到的力。 3.8密封垫片：置于配合面间几何形状符合要求的薄截面密封件。按材质分有：橡胶垫片，金属垫 片、纸质垫片、石绵垫片、塑料垫片、石墨垫片等。 3.9填料：在设备或机器上，装填在可动杆件和它所通过的孔之间，对介质起密封作用的零部件。 注：防爆产品电缆引入所指的填料在GB3836.1附录A2.2条中另有定义，指粘性液体粘接材料。 3.10 压紧式填料：质地柔软，在填料箱中经轴向压缩，产生径向弹性变形以堵塞间隙的填料。 3.11 密封圈：电缆引入装置或导管引入装置中，保证引入装置与电缆或导管与电缆之间的密封所使 用的环状物（该定义摘自GB3836.1第3.5.3条对防爆产品电缆密封圈的定义）。 3.12 衬垫：用于外壳接合处，起外壳防护作用的可压缩或弹性材料。（该定义摘自GB3836.1第6.5 条和GB3836.2第5.4条对防爆产品密封衬垫的定义）。 3.13 压缩率：密封圈装入密封槽内受挤压，其截面受压缩变形所产生的压缩变形率。也称作压缩比。注1：上述术语除3.1、3.11和3.12条外，其余均摘自《GB/T6612-2008静密封、填料密封术语》。
凡尔机械集团有限公司 O形密封圈检验规范 1 范围 本检验规范规定了本公司O形密封圈的检验项目与检验要求。 本检验规范适用于本公司安全阀阀芯用O形密封圈的质量检验。也适合本公司其他液压阀用形密封圈的质量检验。 2 检验依据 GB/T3452.1-2005 液压、气动用O形橡胶密封圈，第一部分：尺寸及公差 GB/T3452.2-2007 液压、气动用O形橡胶密封圈，第二部分：外观质量检验规范 GB/T5720-2008 0形橡胶密封圈试验方法。 3 检验项目 3.1 对于CS级的O形圈要求核对制造厂商、品名、规格、材料、出厂日期，是否有合格证或质量证明书； 3.2 尺寸检验：线径尺寸公差：安全阀阀芯用Ф2±0.015；其他阀类用Ф2±0.08，Ф2.4±0.09，Ф3.1 ±0.10，Ф3.5±0.11，具体检验时按照GB/T3452.1-2005标准中所规定的进行检验。 3.3 硬度检验：聚氨酯（NBR）：90±5（邵氏A）度、丁腈橡胶(NBR)：70±5（邵氏A）度；其他材料 的硬度，参照机械设计手册《常用橡胶技术性能》或图纸要求。 3.4 外观质量检验：安全阀阀芯所用的O形橡胶密封圈外观质量要求达到CS级（参照附录A），对于其他液 压阀所用的O形橡胶密封圈的外观质量，如果没有特别要求，要求达到S级（参照附录B），具体检验时，按照GB/T3452.2-2007标准中所规定的进行检验。 3.5 老化试验：对于使用温度较高的O形密封圈或图纸有要求的，需要进行老化试验。 4 检验方法： 4.1 本检验规范条款3.1核对。 4.2 本检验规范条款3.2数显游标卡尺。 4.3 本检验规范条款3.3橡胶硬度计。 4.4 本检验规范条款3.4目视、数显游标卡尺。 4.5 本检验规范条款3.5老化箱。 5 检验规则 采用抽检方式，尺寸检验：每批抽检比例不低于10%，外观质量检验：每批抽检比例不低于20%，硬度和老化检验：按照《0形橡胶密封圈试验方法》规定。 6 检验记录 6.1 根据附录C《O形密封圈检验单》填写检验记录。 6.2 各检验项目的检验结果，符合要求的打“√”，不符合要求的打“×”，并在备注栏注明具体的不符合原因。 附录 A
O型密封圈安装设计尺寸数据 o型密封圈安装尺寸数据 o型密封圈沟槽尺寸（单位：mm） 如果需要有较大的膨胀，沟槽宽度可增大20% o 型密封圈 对不同种类固定密封或动密封应用场合，o型密封圈为设计者提供了一种既有效又经济的密封元件。o型圈是一种双向作用密封元件。安装时径向或轴向方面的初始压缩，赋予o型圈自身的初始密封能力。由系统压力而产生的密封力与初始密封力合成总的密封力，它随系统压力的提高而提高。o型圈在静密封场合，显示了突出的作用。然而，在动态的适当场合中，o型圈也常被应用，但它受到密封处的速度和压力的限制。技术数据 压力：速度： 静态场合最大往复速度可达0.5m/s
无挡圈时，最大可达到压力20mpa 最大旋转速度可达2.0m/s 有挡圈时，最大可达到压力40mpa 介质与温度： 有特殊挡圈时，最大可达到压力200mpa 见《橡胶密封件原料特性表》动态压力最大压缩量： 无挡圈时，往复运动最大可达5mpa 静密封：o型圈直径的20% 有挡圈时，较高压力动密封：o型圈直径的30%另外，o型圈的压缩量还与材料的硬度有关，推荐的数据如下表: 硬度70 shore 硬度80 shore 90 shore 硬度
沟槽部位尺寸 2d3d1对d1,d2 允差 D1D2D3 对d1, d2允差 G尺寸H尺寸R尺寸动密封、圆柱面静密封的D1 与d1、D2与d2的偏心率 (TIR)，最大 G +0.25 H±0.05最大值 JASO F 404 截径φ2.4系列(静密封、动密封用)
1010.2 -0.061413.814.1 +0.06 3.2 1.80.40.05 11.211.415.21515.3 12.512.716.516.316.6 13.213.417.21717.3 1414.21817.818.1 1515.21918.819.1 1616.22019.820.1 1717.22120.821.1 1818.22221.822.1 1919.22322.823.1 2020.22423.824.1 2121.22524.825.1 22.422.6 -0.0826.426.226.4 +0.08 23.623.827.627.427.6 2525.22928.829 26.526.730.530.330.5 2828.23231.832 3030.23433.834 31.531.735.535.335.5 33.533.737.537.337.5 35.535.739.539.339.5 37.537.741.541.341.5 4040.24443.844 42.542.746.546.346.5 4545.24948.849 47.547.751.551.351.5 5050.25453.854 5353.2 -0.105756.857 +0.10 5656.26059.860 6060.26463.864 6363.26766.867 6767.27170.871 7171.27574.875
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1适用范围 本技术规范适用于灯具外壳防护使用密封圈的静密封结构设计。包括气密性灯具密封结构设计。2引用标准或文件 GB/T 3452.1-2005 液压气动用O形橡胶密封圈第1部分：尺寸系列及公差 GB/T 3452.3-2005 液压气动用O形橡胶密封圈沟槽尺寸 GB/T 6612-2008 静密封、填料密封术语 JB/T 6659-2007 气动用0形橡胶密封圈尺寸系列和公差 JBT 7757.2-2006 机械密封用Ｏ形橡胶圈 JB/ZQ4609-2006 圆橡胶、圆橡胶管及沟槽尺寸 《静密封设计技术》（顾伯勤编著） 《橡胶类零部件（物料）设计规范》（在PLM中查阅） 3基本术语、定义 3.1密封：指机器、设备的连接处没有发生泄露的现象（该定义摘自《静密封设计技术》）。 3.2静密封: 相对静止的配合面间的密封。密封的功能是防止泄漏。 3.3泄漏: 通过密封的物质传递。造成密封泄漏的主要原因：（1）机械零件表面缺陷、尺寸加工误 差及装配误差形成的装配间隙；（2）密封件两侧存在压力差。减小或消除装配间隙是阻止泄漏的主要途径。 3.4接触型密封：借密封力使密封件与配合面相互压紧甚至嵌入，以减小或消除间隙的密封。 3.5密封力（或密封载荷）：作用于接触型密封的密封件上的接触力。 3.6填料密封：填料作密封件的密封。 3.7接触压力：填料密封摩擦面间受到的力。 3.8密封垫片：置于配合面间几何形状符合要求的薄截面密封件。按材质分有：橡胶垫片，金属垫 片、纸质垫片、石绵垫片、塑料垫片、石墨垫片等。 3.9填料：在设备或机器上，装填在可动杆件和它所通过的孔之间，对介质起密封作用的零部件。 注：防爆产品电缆引入所指的填料在GB3836.1附录A2.2条中另有定义，指粘性液体粘接材料。 3.10 压紧式填料：质地柔软，在填料箱中经轴向压缩，产生径向弹性变形以堵塞间隙的填料。 3.11 密封圈：电缆引入装置或导管引入装置中，保证引入装置与电缆或导管与电缆之间的密封所使 用的环状物（该定义摘自GB3836.1第3.5.3条对防爆产品电缆密封圈的定义）。 3.12 衬垫：用于外壳接合处，起外壳防护作用的可压缩或弹性材料。（该定义摘自GB3836.1第6.5 条和GB3836.2第5.4条对防爆产品密封衬垫的定义）。 3.13 压缩率：密封圈装入密封槽内受挤压，其截面受压缩变形所产生的压缩变形率。也称作压缩比。
JIS B 2401P系列（静密封、动密封用） 材料JIS代号1种A 1种B 2种3种4种C 4种D NOK代号A305 A105 A122 R189 S503 F201 注：倒角部分加工按NOK推荐值。 O型圈标准尺寸 (单位：mm)
沟槽部位尺寸 d尺寸D1、D2尺寸G尺寸（允差+0.25 ）H尺寸R尺寸动密封、圆柱面 静密封的D与d的 偏心率(TIR)，最大 尺寸允差 尺寸 允差无档圈 单侧档 圈 两侧档 圈 H±0.05 最大 值D1 D2 3 -0.056 6.2 +0.05 2.5 3.9 5.4 1.40.40.05 477.2 588.2 699.2 71010.2 81111.2 91212.2 101313.2 10 -0.0614 +0.06 3.2 4.4 6.0 1.80.40.05 1115 11.215.2 1216 12.516.5 1418 1519 1620 1822 2024 2125 2226 22 -0.0828 +0.05 4.7 6.0 7.8 2.70.80.08 22.428.4 2430 2531 25.531.5 2632 2834 2935 29.535.5 3036 3137 31.537.5 3238 3440 3541 35.541.5 3642
3844 3945 4046 4147 4248 4450 4551 4652 4854 4955+0.08 0 5056 48 -0.1058 +0.10 7.59.011.5 4.60.80.10 5060 5262 5363 5565 5666 5868 6070 6272 6373 6575 6777 7080 7181 7585 8090 8595 90100 95105 100110 102112 105115 110120 112122 115125 120130 125135 130140 132142 135145 140150
密封设计规范 目录 目录------------------------------------------1 参考资料--------------------------------------2 1.目的----------------------------------------3 2.适用范围------------------------------------3 3.密封概述------------------------------------3 3.1垫片静密封-------------------------------3 3.1.1.垫片密封结构及原理-----------------3 3.1.2.垫片的密封机理及选型---------------3 3.1.3.法兰面垫片密封的压紧型式-----------4 3.2密封胶静密封-----------------------------5 3.2.1密封胶密封结构及原理----------------5 3.2.2密封胶密封的压紧型式----------------6 3.3成型填料密封-----------------------------6 3.3.1非金属O型圈的密封结构机理----------6 3.3.2非金属O型圈失效模式----------------20 3.3.3 其他型式的密封圈-------------------25 3.3.4 金属空心O型环密封------------------25 4密封试验-------------------------------------25
【论文摘要】O形密封圈和密封圈槽尺寸的合理匹配是延长密封圈无泄漏密封寿命的必要保证。据此提出一种选配两者尺寸的理论计算方法，并以Y341—148注水封隔器所选密封圈的计算为例说明，根据不同的密封圈可以计算出相应的密封圈槽尺寸。为保证密封圈长期有效地工作，还必须合理选择其压缩率、拉伸量和孔、轴配合精度等相关参数。选取压缩率时，应考虑有足够的密封面接触压力、尽量小的摩擦力和避免密封圈的永久性变形。顾及到一般试制车间的加工水平和井下工具主要是静密封的状况，建议密封面的轴、孔配合应优先选用
H8/e8。 欧阳光明（2021.03.07） Selection of O-ring and calculation of O-ring groove size Chen Aiping,Zhou Zhongya (Research Institute of Oil Production Technology,Jianghan Petroleum Administration,Qianjiand City,Hubei Province) Rational matching of O-rings and O-ringgrooves is of great importance to p[rolonging the service life of O-rings.A method for selecting O-ring was presented.The sizes of the O-ring gtoove can be calculated according to various O-rings.To ensure long-term and effective work of the ring,the compressibility,tensile dimension and bore-shaft matching accuracy should be properly selected. Subject Concept Terms:O-ring O-ring groove matching service life 用O形密封圈(以下简称密封圈)密封是最常用的一种密封方式，然而至关重要的是如何正确地选择密封圈和设计密封圈槽尺寸。常规的方法是将密封圈套在宝塔上用游标卡尺测量外径，再确定其相应尺寸。这种方法的弊端是：(1)密封圈是弹性体，外径测量不准确；(2)在设计新工具时，往往没有现成的密封圈，难以确定尺寸，其过盈量往往掌握不准。过盈量太大时密封圈易被剪切损坏，太小时又容易失封。针对这种状况，笔者提出一种选配密封圈的理论计算方法（指外密封圈），以供参考、讨论。 密封圈的密封机理［1］
创作编号：BG7531400019813488897SX 创作者：别如克* O型橡胶密封圈 一、O形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，与其它密封圈相比，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。 与其它密封圈相比，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、间隙等的加工尺寸及精度要求很严。 O形橡胶密封圈的结构设计原理 因为O形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形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形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形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形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形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型圈执行标准 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形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
影响密封性能的其它因素 1）O形圈的硬度 O形圈材料硬度是评定密封性能最重要的指标。硬度决定了O形圈的压缩量和沟槽最大允许挤出间隙。由于邵氏A70的丁晴密封都能满足大部分的使用条件，故对密封材料不作特殊说明，一般提供邵氏A70的丁晴橡胶。 2）挤出间隙 最大允许挤出间隙gmax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gmax取值越小。如果间隙g超过允许范围，就会导致O形圈被挤出损坏。 最大允许挤出间隙gmax 压力MPa O形圈截面直径W 1.78 2.62 3.53 5.33 7.00 邵氏硬度A70 ≤3.50 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15 ≤7.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10 ≤10.50 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08 邵氏硬度A80 ≤3.50 0.10 0.13 0.15 0.18 0.20 ≤7.00 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15 ≤10.50 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10 ≤14.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08 ≤17.50 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04
邵氏硬度A90 ≤3.50 0.13 0.15 0.20 0.23 0.25 ≤7.00 0.10 0.13 0.15 0.18 0.20 ≤10.50 0.07 0.09 0.10 0.13 0.15 ≤14.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10 ≤17.50 0.04 0.05 0.07 0.08 0.09 ≤21.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08 ≤35.00 0.02 0.03 0.03 0.04 0.04 注：1、当压力超过5MPa时，建议使用挡圈； 2、对静密封应用场合，推荐配合为H7/g6。 3）压缩永久变形 评定O形圈密封性能的另一指标，即该材料的压缩永久变形。在压力作用下，作为弹性元件的O形圈，产生弹性变形，随着压力增大，会出现永久的塑性变形。压缩永久变形d 可由下式确定： d = (b0-b2)/(b0-b1)*100% 式中：b0-原始厚度（截面直径W），b1-压缩状态下的厚度，b2-释放后的厚度 通常，为防止出现永久的塑性变形，O形圈允许的最大压缩量在静密封中约为30％，在动密封中约为20％。 4）预压缩量 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。对于不同的应用场
密封圈设计 密封技术是一门相对较复杂的技术，主要应用于液压系统，水泵系统及其它工业技术方面。在玩具业中，以橡胶圈密封为主要形式，尤以O形圈密封使用最为广泛，对体积较大，密封面积较大的玩具，也常使用U形及V形密封圈并辅以密封油的形式来实现。 一、O形圈密封 1.O形圈密封的范围及优缺点 O形圈密封是典型的挤压型密封形式，其应用范围广，结构简单，主要用在要求静密封的工作条件下。当然，也可用于动密封，但因容易产生扭曲等原因，只能用在较轻载工况下，如活塞型的往复运动，如要用O形圈密封的话，一般必须要控制好其压缩量或使用弹性挡圈才可保证一定的使用寿命。 所以，O形圈一般只用在静态密封或轻载的往复运动动态密封情况下。 2.O形密封圈的设计要点 ①压缩量设计要得当 O形圈的压缩量一般根据经验来确定，因其所受影响因素较多，如硬度，沟槽尺寸等，对静密封通常在圆柱表面的压缩率为10%~20%左右，而在平面上的压缩量取15%~25%，如在动密封状态下，由于受马达扭力或对人手操作力的限制，需加密封润滑油或合理调整压缩量，一般压缩量为6%~10%。压缩量仅为经验数据，要根据实际功能要求调整。 ②选择合适的材料及硬度 一般来说，受压越高，要使用较硬一些的橡胶圈，或者加大压缩量也可达 到相同效果，一般使用的橡胶材料有NBR、SBR、SI-RUBBER等，硬度 一般在40°~80°左右范围，O形圈材料选择要注意以下要求： a.能抵抗介质的侵蚀作用(如腐蚀、溶胀、溶解等)。 b.抗老化能力强，在工作温度下要稳定可靠。 c.耐磨性好，弹性好，在一定的硬度，寿命时间内压缩变形小。
O形密封圈常用材料的使用范围 ③沟槽的设计 常见的沟槽有矩形、三角形、半圆形、燕尾形、以矩形使用较多。 矩形槽适用于静密封和各种动密封场合，如压力来自于内径方向，则沟槽外径尺寸须与O形圈外径相等，如压力来自外径方向；则沟槽内径尺寸要与O形圈内径相等，而一般密封圈与沟槽的间隙在0.20mm以下。 另，为方便O形圈装入式运动时不致损坏，沟槽的端部应倒角，尺寸随沟槽
O 形密封圈概述 一、概述 特点 O 形密封圈由于它制造费用低及使用方便，因而被广泛应用在各种动、静密封场合。 标准 大部分国家对O 形密封圈都制定系列产品标准，其中美国标准（AS 568）、日本标准（JIS B 2401）、国际标准（ISO 3601/1）较为通用。 ■表1 O 型圈标准一览表 标准 O 型圈截面直径W 美国标准 AS 568 英国标准 BS 1516 1.78 2.62 3.53 5.33 7.00 日本标准 JIS B 2401 1.9 2.4 3.1 3.5 5.7 8.4 国际标准 ISO 3601/1 德国标准 DIN 3771/1 中国标准 GB 3452.1 1.8 2.65 3.55 5.30 7.00 优先的米制尺寸 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 7.0 8.0 10.0 12.0 美国标准AS 568（900系列） 1.02 1.42 1.63 1.83 1.98 2.08 2.21 2.46 2.95 3.00 密封机理 O 形密封圈是一种自动双向作用密封元件。安装时其径向和轴向方面的预压缩赋与O 形密封圈自身的初始密封能力。它随系统压力的提高而增大。
■性能参数 静态密封动态密封 工作压力 无挡圈时，最高可达20MPa； 有挡圈时，最高可达40MPa； 用特殊挡圈时，最高可达200MPa。 无挡圈时，最高可达5MPa； 有挡圈时，较高压力。 运动速度 最大往复速度可达0.5m/s，最大旋转速度可达2.0m/s。 温度 一般场合：-30℃～+110℃；特殊橡胶：-60℃～+250℃；旋转场合：-30℃～+80℃ 介质 见《橡胶密封件原料特性表》。 二、O形密封圈选择应考虑的因素 1、工作介质和工作条件 在具体选取O形圈材料时，首先要考虑与工作介质的相容性。还须综合考虑其密封处的压力、温度、连续工作时间、运行周期等工作条件。若用在旋转场合，须考虑由于摩擦热引起的温升。不同的密封件材料，其物理性能和化学性能都不一样，见《橡胶密封件原料特性表》。 2、密封形式 按负载类型可分为静密封和动密封；按密封用途可分为孔用密封、轴用密封和旋转轴密封；按其安装形式又可分为径向安装和轴向安装。径向安装时，对于轴用密封，应使O形圈内径和被密封直径d2间的偏差尽可能地小；对于孔用密封，应使其内径等于或略小于沟槽的直径d1。
O 型密封圈设计计算 O 型密封圈是典型的挤压型密封。O 型圈截面直径的压缩率和拉伸量是密封设计的主要内容，对密封性能和使用寿命有重要意义。O 型密封圈有良好的密封效果很大程度上取决于O 型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。1．压缩率 压缩率W 通常用下式表示： W=（d 0-h）/d 0×100% 式中d 0-----O 型圈在自由状态下的截面直径(mm); h------O 型圈槽底与被密封表面的距离（沟槽深度），即O 型圈压缩后的截面高 度(mm) 在选取O 形圈的压缩率时,应从如下3方面考虑： 1．要有足够的密封接触面积；2．摩擦力尽量小；3．尽量避免永久变形。 从以上这些因素不难发现,他们相互之间存在矛盾。压缩率大就可获得大的接触压力，但是过大的压缩率无疑就会增大滑动摩擦力和永久形。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，要权衡各方面的因素。一般静密封压缩率大于动密封，但其极值应小于25%，否则压缩应力明显松弛，将产生过大的永久变形，在高温工况中尤为严重。 O 型密封圈压缩率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 形圈的内径还是外径又分受内压和受外压两种情况，内压增加的拉伸，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密封还是旋转运动密封。 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%；平面静密封装置取W=15%～30%。 2．对于动密封而言，可以分为三种情况；往复运动一般取W=10%～15%。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O 形圈的内径要比轴径大3%-5%，外径的压缩率W=3%-8%。低摩擦运动用O 型圈，为了减少摩擦阻力，一般均选取较
O型密封圈尺寸规格表 The latest revision on November 22, 2020
O型密封圈尺寸规格
3、适用范围广通过选用合适的橡胶材料和适当的配方设计，实现对油、水、空气、煤气及各种化学介质有效的密封作用。温度使用范围广－60℃～+220℃），固定使用时压力可达1500Kg/cm2(与补强环并用) 4、种类丰富适合各种用途材料，尺寸和沟槽都已标准化， 应用范围 O型橡胶密封圈广泛用于内燃机车、汽车、拖拉机、工程机械、机床及各种液压气动元件等密封，可承担固定、往复和旋转运动的密封，在机械产品的密封中O型橡胶密封圈占50%以上。根据需要，可生产用于耐高温、低温真空、高压和不同介质的各种特殊用途密封圈及异形橡胶密封制品。 安装 O形圈(O型橡胶密封圈)的安装注意事项 一、安装O形圈(O型橡胶密封圈)的要求 在安装O形圈(O型橡胶密封圈)之前，检查以下各项： 1.引入角是否按图纸加工锐边是否倒角或倒圆; 2.内径是否去除毛刺表面有无污染; 3.密封件和零件是否已涂抹润滑脂或润滑液(要保证弹性体的介质相容性，推荐用所密封的液体来润滑); 4.不得使用含固体添加剂的润滑脂，如二硫化钼、硫化锌。 二、手工安装O形圈(O型橡胶密封圈)： 1.使用无锐边的工具; 2.保证O形圈(O型橡胶密封圈)不扭曲，不得过量拉伸O形圈(O型橡胶密封圈); 3.尽量使用辅助工具安装O形圈(O型橡胶密封圈)，并保证正确定位; 4.对于用密封条粘接成的O形圈(O型橡胶密封圈)，不得在连接处拉伸。 三、安装螺丝、花键等 1.当O形圈(O型橡胶密封圈)拉伸后，要通过螺丝、花键、键槽等时，必须使用安装心轴。该心轴可以用较软、光滑的金属或塑料制成，不得有毛刺或锐边。 2.安装压紧螺丝时，应对称旋紧螺丝，不得按方向顺序旋紧。 一、O形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，与其它密封圈相比，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。 与其它密封圈相比，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、间隙等的加工尺寸及精度要求很严。