O形密封圈的设计、使用与故障处理大全.doc

目 录 一、O形密封圈的密封原理 1 1、用于静密封时的密封原理 2 2、用于往复运动密封时的密封原理 2 3、旋转运动用密封 3 二、O形密封圈的材料选择 3 1、O 形圈密封的设计原则 4 1）压缩率 4 2）拉伸量 5 3）接触宽度 5 2、O 形圈的设计 5 3、O 形密封圈密封沟槽设计 6 1）沟槽形状 6 2）槽宽的设计 6 3）槽深的设计 7 4）槽口及槽底圆角的设计 7 5）间隙 7 6）槽壁粗糙度 7 4、挡圈 7 三、O形密封圈的使用、安装和故障分析处理 8 1、O 形圈的使用 8 2、O 形圈的安装 8 3、O 形圈的保管 8 4、O 形密封圈的故障和解决办法 9 1）永久变形 9 2）间隙咬伤 10 3）扭曲现象 11 4）磨粒磨损现象 11 5）滑动表面对 O 形圈的影响 11 6）摩擦力与 O 形圈的应用 12 7）焦耳热效应 12 四、O型密封圈综述 12 一、O形密封圈的密封原理 O 形密封圈简称O 形圈，是一种截面为圆形的橡胶圈。O 形密封圈是液压、气动系统中使用最广泛的一种密封件。O 形圈有良好的密封性，既可用于静密封，也可用于往复运动密封中；不仅可单独使用，而且是许多组合式密封装置中的基本组成部分。它的适用范围很宽，如果材料选择得当，可以满足各种运动条件的要求，工作压力可从 1.333×105Pa 的真空到400MPa 高压；温度范围可从-60℃到200℃。与其它密封型式相比，O形密封圈具有以下特点： 1）结构尺寸小，装拆方便。 2）静、动密封均可使用，用作静密封时几乎没有泄漏。 3）使用单件O形密封圈，有双向密封作用。 4）动摩擦阻力较小。 5）价格低廉。 O 形密封圈是一种挤压型密封，挤压型密封的基本工作原理是依靠密封件发生弹性变形，在密封接触面上造成接触压力，接触压力大于被密封介质的内压，则不发生泄漏，反之则发生泄漏。在用于静密封和动密封时，密封接触面接触压力产生原因和计算方法不尽相同，需分别说明。 1、用于静密封时的密封原理 在静密封中以O 形圈应用最为广泛。如果设计、使用正确，O 形密封圈在静密封中可以实现无泄漏的绝对密封。 O 形密封圈装入密封槽后，其截面承受接触压缩应力而产生弹性变形。对接触面产生一定的初始接触压力Po。即使没有介质压力或者压力很小，O 形密封 圈靠自身的弹性力作用而也能实现密封；当容腔内充入有压力的介质后，在介质压力的作用下，O 形密封圈发生位移，移向低压侧，同时其弹性变形进一步加大，填充和封闭间隙δ。此时，坐用于密封副偶合面的接触压力上升为Pm ： Pm=Po+Pp 式中 Pp——经 O 形圈传给接触面的接触压力（0.1MPa） Pp=K ·P K——压力传递系数，对于橡胶制 O 形密封圈K=1； P——被密封液体的压力（0.1MPa）。 从而大大增加了密封效果。由于一般K≥1，所以Pm＞P。由此可见，只要O 形密封圈存在初始压力，就能实现无泄漏的绝对密封。这种靠介质本身压力来改变O形密封圈接触状态，使之实现密封的性质，称为自封作用。 理论上，压缩变形即使为零，在油压力下也能密封，但实际上O 形密封圈安装时可能会有偏心。所以，O 形圈装入密封沟槽后，其断面一般受到7%—30% 的压缩变形。静密封取较大的压缩率值，动密封取较小的压缩率值。这是因为合成橡胶在低温下要压缩，所以静密封O 形圈的预压缩量应考虑补偿它的低温收缩量。 2、用于往复运动密封时的密封原理 在液压转动、气动元件与系统中，往复动密封是一种最常见的密封要求。动力缸活塞与缸体、活塞杆与缸盖以及各类滑阀上都用到往复运动密封。缝隙由圆柱杆与圆柱孔形成，杆在圆柱孔内轴向运动。密封作用限制流体的轴向泄漏。用作往复运动密封时，O 形圈的预密封效果和自密封作用与静密封一样，并且由于O形圈自身的弹力，而具有磨损后自动补偿的能力。但由于液体介质密封时，由于杆运动速度、液体的压力、粘度的作用，情况比静密封复杂。 当液体在压力作用下，液体分子与金属表面互相作用，油液中所含的“极性分子”在金属表面上紧密而整齐的排列，沿滑移面与密封件间形成一个强固的边界层油膜，并且对滑移面产生极大的附着力。该液体薄膜始终存在于密封件与往复运动面之间，它亦起一定的密封作用，并且对运动密封面的润滑是非常重要的。但是对泄漏来讲是有害的。但往复运动的轴向外拖出时，轴上的液体薄膜便与轴一起拉出，由于密封件的“擦拭”作用，当往复运动的轴缩回时，该液体薄膜便被密封元件阻留在外面。随着往复运动行程次数增多，阻留在外面的液体就越多，最后形成