O型圈密封结构设计-东风派恩.

1、O型圈密封结构设计 -派恩汽车铝热交换器有限公司东风 1 .、八、- 刖言： 汽车空调作为90年代才进入我国的一个比较新的行业，很多技术与 零部件结构设计均来自国外，而且各国的标准也不统一。所以我国暂时没有零 部件接头密封型式统一的行业标准或国家标准，唯一比较接近到的汽车行业标准 QC/T 669-2000汽车空调（HFC-134a）用管接头和管件也因为实用性不强且均 采用英制螺纹而没有被广泛应用。所以目前国内汽车空调零部件接头密封型式可以 说是型式多种多样，即便是同一种型式其结构的具体尺寸也有细微差别。因此造成 了各空调厂家的零部件之间的互换性存在很大的困难，而且这一现象短期内无法改 观。

2、在这里，将我公司0型圈密封型式的设计思路做一个交流，如有不当之处请 指正，不胜感激！ 2Joh nson Con trols 1、0型圈特点 特点： 1尺寸小装拆方便 2动静密封均可用 3静密封几乎没有泄漏 4单件使用双向密封 5动摩擦力小 6价格低 ORinggla nd Z Fg. 1.1Fig. 1.2 2.1、O型圈密封原理 O型圈密封是一种挤压型密封。当密封件产生初始形变和应力Pseal, Pw PseaI时，将不会泄漏。P m =P0+Pp，Pp =KP。P m =PO+KXP K为介质压力传递给0型圈压力的系数（对橡胶，K=1 ;对无缝钢管？复合密 封圈？） 因此，只要0型圈存在

3、初始压力，就可实现无泄漏的绝对密封。0型圈密封 是一种自密封结构。4 2.2、0型圈密封压缩变形率选择 偏心 理论上0压缩也可实现密封，实际是不可能的 偏心工作载荷下，0型圈拉伸，变细，就可能泄漏 低温橡胶收缩，变细，可能泄漏（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%） 5 2.3、 Ring Life Cycle 0型圈挤出原理6 PO 2.4、O型圈允许挤出间隙 最大允许挤出间隙gmax和系统 压力，0形圈截面直径以及材料硬 度有关。通常，工作压力越高，最 大允许挤出间隙gmax取值越

4、小。如 果间隙g超过允许范围，就会导致 0 形圈挤出甚至损坏，当压力超过5MPa 时，建议使用挡圈 材料硬度压力MPa 3.50 7.00 10.50 3.50 7.00 10.50 14.00 17.50 3.50 7.00 10.50 14.00 17.50 21.00 35.00（形圈截面直径 W 7 2.4、 80型圈允许挤出间隙 2.5、0型圈压缩量选择 液压-气动-静密封 气动-动密封 9液压-动密封和材料有关的0形圈圆周方向的压缩力 特长 机權彈庚优駅.耐鴉性，耐化学药品性较JL 另外，flHt的蓉许范團广狂 TMttSiNBRJ 輛廉性、利油性优岚.耳愉格價宜， 團于性不隹，应

5、還傩往阳光：KIM的场斯酸产坐的鼐气 慕匱酣近便用 (CR) 搭体性館平衡*且怜格便宜- 酣慎性忧窝，且价槁僮宜 耐油性*用増性披墓 nm 由于謝横性、弐磴性忧良可用于宗玄轮蹌的商胎算希油性、 3.1、0型圈材料特性10 3.2、 特性比较图 越瓠蛋幢胶TMttJK(NBR)(CR)乙两樽胶(EF 0型圈材料特性比较图11 4.1、0型圈设计原则通则： O型圈密封是挤压式密封，设计主要内容为 0型圈的压缩和拉伸。0型圈直 径压缩和拉伸。 a压缩量过小：泄漏 b,压缩量过大：应力松弛引起泄漏 C,拉伸量过大：界面直径减少太大而引起泄漏 4.0压缩率设计： W%=(d0-h/d0。 a, 有足够的

6、密封接触面积 b, 避免永久变形 c,摩擦力尽量小 圆柱静密封：10%-15%，平面静密封：15%-30%。 往复运动密封：10%-15%。 旋转动密封：内径比轴大3%-5%，外径压缩率为3%-8%。低摩擦用密封: 般为5%-8%，考虑介质和温度引起的膨胀， 如超过15%，重新选材 12 4.1、O型圈设计原则 4.1拉伸率设计: W%=(dO+d/(dO+d1。 O型圈装入轴中后，一般会有拉伸，如果无拉伸 ，装配时容易脱出，如拉伸过大，会导致 0型圈截面积减少太多，出现泄 漏。 一般其拉伸量为1%-5% 13 4.2、0型圈设计原则 4.2接触宽度设计： 0形圈装入密封沟槽后，其横截面产生压

7、缩变形。变形后的宽度及 其与密封面的接触宽度都和0形圈的密封性能，其值过小会使密封性受到影 响。 0形圈变形后的宽度Bo (mm)与0形圈的压缩率 W和截面直径do有关 ，可用下式计算 B o =( 1心-W-0.6W)do( W 取 10%40%) 0形圈与密封面的接触面宽度 b (mm)也取决于 W和do : b=( 4WA2+0.34W+0.31do ( W 取 10%40% 一般情况，考虑到压力脉动和抽真空的需求，Bo应接近于槽宽， Bo 对于气体介质的密圭寸，Bo应比槽宽小0.1-0.2mm；对于液体介质的密圭寸， 应比槽宽小0.2-0.5mm。 同时Bo不应大于槽宽，否则承压后可能

8、会减小密封接触宽度，同 时减小密封接触应力而导致泄漏。 有压力脉动时，槽宽过大会导致 0型圈来回偏移，出现磨损；槽宽 过小会导致0型圈填满沟槽，导致阻力过大。Bo b 14 5、0型圈沟槽设计 5.1 0型圈沟槽设计： 槽体积比0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。原则：容易加工，尺寸合理，精度容易保证，拆装方便。a,有压缩3%-30% 的压缩。 b,在介质中膨胀，温升膨胀。 c, 太窄磨损，太宽滚动磨损 15 5.1 O型圈沟槽设计5.2 O型圈沟槽深度设计：槽深的设计决定0型圈的设计 压缩量，沟槽深度加上间隙小于 0型圈自由状态下0

9、型圈的线径。0型圈的压缩 量由内径压缩量S和外径压缩量S构成。S 型圈安装时受拉伸；用于滑动密封，如活塞密封。5.3 0型圈沟槽槽口和槽 底圆角设计：槽口圆角：防止0型圈装配时出现割伤和刮伤。R=0.10.2 mm过 大，过小会出现什么情况？（挤出和割伤）槽底圆角：防止出现应力集中， 动: R=0.1 1.0 mm，静:R=dO/2 mm , 16 5.3 O型圈沟槽设计5.4 O型圈沟槽槽口和槽底圆角设计：槽口圆角：防止O 型圈装配时出现割伤和刮伤。R=0.10.2 mm过大，过小会出现什么情况？（挤出 和割伤）槽底圆角：防止出现应力集中， 动：R=0.11.0 mm，静:R=d0/2 mm， 5.5 O型圈沟槽表面粗糙度设计：静密封：Ra=6.33.2，动密封：Ra=1.6，旋转 密封：轴凹槽：Ra=0.4或更小。A，采用什么样的工艺来加工沟槽