O型圈密封结构设计-东风派恩_图文

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前言：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。在这里，将我公司O型圈密封型式的设

2、计思路做一个交流，如有不当之处请指正，不胜感激！2Johnson Controls1、O 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3 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 >Pseal 时，将不会泄漏。P m =P0+Pp ，Pp =K×P。P m =P0+K×PK为介质压力传递给O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。42.2、O型圈密封压缩

3、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，O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%）52.3、 O型圈挤出原理6 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，O 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 取值越小。如果间隙g 超过允许范围，就会导致O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MPa3.507.0010.503.507

4、.0010.5014.0017.503.507.0010.5014.0017.5021.0035.00 O形圈截面直径W 72.4、 8O型圈允许挤出间隙2.5、O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O形圈圆周方向的压缩力 3.1、O型圈材料特性103.2、 O型圈材料特性比较图114.1、O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O型圈的压缩和拉伸。O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，有足够的密封接触面积b，避免

5、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：一般为5%-8%，考虑介质和温度引起的膨胀， 如超过15%，重新选材。124.1、O型圈设计原则4.1 拉伸率设计：W%=(d0+d/(d0+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O型圈截面积减少太多，出现泄漏。 一般其拉伸量为1%-5%。134.2、O型圈设计原则4.2 接触宽度设计：O形圈装入密封沟槽后，其横截面产生压缩变形。变形后的宽度及其与密封面的接触宽度都和O

6、形圈的密封性能，其值过小会使密封性受到影响。O形圈变形后的宽度Bo（mm）与O形圈的压缩率W和截面直径do 有关，可用下式计算B o =（1/(1-W-0.6W）do （W取10%40%）O形圈与密封面的接触面宽度b（mm）也取决于W和do ：b=( 4W2+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，对于气体介质的密封，Bo应比槽宽小0.1-0.2mm；对于液体介质的密封，Bo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O型圈来回偏

7、移，出现磨损；槽宽过小会导致O型圈填满沟槽，导致阻力过大。Bo b145、O型圈沟槽设计5.1 O型圈沟槽设计：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。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。155.1 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和外径压缩量”构成。 <”,O型圈安装时受压缩；拆卸时O型圈有弹跳；常用

8、于旋转密封。 = ” ,O型圈安装时未受压缩；最为常用。 > ” ,O型圈安装时受拉伸；用于滑动密封，如活塞密封。 5.3 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 ， 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比较好。 B，沟槽的粗糙度过大或过小