“O型圈”的基础知识

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防冻液、水和油等”流体”可以为机器的运行提供帮助，而防止这些流体从机器内泄漏的机械元件，被称为”密封装置”，如FIPG、CIPG、密封垫和密封条等；

本文介绍一下最常用的密封装置——”O型圈”。

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一、什么是O型圈；

顾名思义，它是一个”O”型的密封圈，用于防止流体泄漏；其材质为橡胶，常用材料有NBR（丁腈橡胶）、CR（氯丁橡胶）等；

O型圈最大的优点是外形结构简单，成本低，用途广泛，而且标准化程度高，易寻找替代品；

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二、O型圈的密封类型；

根据其应用场合，可分为轴密封（包括动密封和静密封）和端密封（静密封），其中轴密封包括活塞动密封，旋转动密封等；

O型圈安装在沟槽内时应处于拉伸或压缩状态，以避免O型圈的脱出，若O型圈装在轴外侧（外周），应处于拉伸状态，即O型圈的长度必须＜槽的长度，一般负公差在-1％左右；

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三、O型圈的密封原理；

在装配完成后，O型圈处于被受压状态，此时的O型圈会产生了一个弹力（使橡胶恢复到原来状态的力），而这个弹力可以阻塞流体的流出，使得产品达到密封要求；

O型圈被压缩的大小值称为”压缩量”；若压缩量过小，则可能出现漏液，但压缩量也不可过大；若压缩量过大，则O型圈会发生永久变形而无法恢复原状，同样会出现漏液；因此，在密封设计时，O型圈的压缩量一定在合理的范围内；

永久压缩变形：橡胶密封圈（衬垫）在解除压缩后，并不恢复到其原始未压缩的高度，这种特性被称为永久压缩变形；

另外，还需要关注一下永久压缩形变，压缩率与永久压缩形变的关系如下图所示（参考）；

一般情况下，设计参数（开槽尺寸、压缩率等）按照O型圈厂商的推荐尺寸即可，由于压缩率主要取决于O型圈的尺寸和应用环境；因此，一定要明确O型圈的用途；

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四、密封设计的主要参数补充解释；

主要介绍一下压缩率、填充率；

1.压缩率 =【 1 – 密封槽高度/密封圈高度（直径）】* 100％；密封圈不同则压缩率不同，所以一定要在厂商建议值的基础上，再进行设计校核；

2.填充率 = 密封圈截面积/密封槽截面积*100％，一般情况下，建议压缩率90％~100％，原则是槽的截面积 > O型圈的截面积；

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五、O型圈常用材料介绍；

主要对比以下8种材料（网上有海量的橡胶相关资料，可自行检索）；

1.材料优缺点；

2.特性对比；

3.耐温性能；

4.耐化学溶剂性能；

5.某品牌硅橡胶O型圈性能参数；

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六、O型圈材料选择注意事项：

在设计图纸上必须注明：材料、硬度、颜色和后处理工艺要求（即所有橡胶件都必须进行二次硫化）；

若冷却回路中应用，则一般建议硬度在shore A 70左右；硬度高代表致密度高，即使发生溶胀也只出现在表层，很难侵入到内层；另外，颜色建议为黑色，黑色密封材料中的C元素会吸附分子链造成局部紧实，可以在一定程度上减弱溶胀的发生；

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七、为什么要涂抹润滑剂；

对于O形圈的动密封应用，则必须使用润滑剂，以减少摩擦延长工作寿命；另外，在一些轴向静密封场合，也有必要涂抹润滑剂，以通过减少安装过程中的摩擦力，避免O型圈产生扭曲而损坏；

润滑剂的部分要求；

1．润滑剂（及其添加剂）不应使橡胶发生溶胀和收缩；

2．润滑剂的性质应在整个工作温度范围内保持恒定（在高温时不应像液体那样流动，在低温时不应变成固体）；

3．润滑剂应具有粘附性，以保证润滑膜不被O型圈去除；

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