O形圈压缩率及密封压力计算-OK

O型圈计算公式：

d(沟槽内径)=a(O型圈拉伸率:静密封1.035)[d(自由状态下O型圈内径)+dw（自由状态下O型圈截面直径）]-dw（自由状态下O型圈截面直径）

D(沟槽外径)=2dw（自由状态下O型圈截面直径）［1-β(O型圈压缩率20％)］+d(沟槽内径)

具体计算如下：

进油座0型圈

第一步：把数据代入公式，生成二个方程

方程1 32.2=1.035(d+dw)-dw

方程2 35=2dw(1-0.2)+32.2

第二步先求解方程二：

求解dw=1.75 (O型圈截面直径)

第三步把dw=1.75代入方程一：

求解d=31.05 （O型圈内径）

出油支架0型圈

第一步：把数据代入公式，生成二个方程

方程1 31.4=1.035(d+dw)-dw

方程2 35=2dw(1-0.2)+31.4

第二步先求解方程二：

求解dw=2.25 (O型圈截面直径)

第三步把dw=2.25代入方程一：

求解d=30.26 （O型圈内径）

油泵效率计算公式：

流量×压力÷电流÷电压÷3.6 例：54×200÷2.82÷7÷3.6=15.4%

1、邵氏硬度60%%P5%%D；

2、扯断强度>10MPa;

3、扯断伸长率>150%；

4、压缩永久变形（70℃×72小时）<20%；

5、耐油增重（在加20%甲醇的93#汽油中

浸泡72时）<5%；

6、产品外观光洁、无毛边、无疤痕。

关于法兰平面静密封O形圈的计算

O形圈设计误区：

1. 压缩率越大越好

一般认为，O形圈压缩率越大，起到的密封效果就越好。但事实并非如此，压缩率过小固然会影响密封效果，但压缩率过大也会导致密封圈失效而失去密封作用。

2. 密封槽越窄越好

O形圈密封槽的宽度有相应标准可查（GB/T 3452.3-2005）。过窄会导致O形圈侧向压力分布不均，反而增大泄露的可能性。

选择O型圈的计算：

1. 首先确定压缩率

ε=(d0−h)/d0

ε： 压缩率

d0: O形圈截面直径

h：密封槽高度

参考相关文档综合意见ε=15%~25%

参考GB/T 3452.3-2005 轴向密封沟槽尺寸计算出ε=18%~28%

当d0=3.55时计算ε=22.5%

2. 计算相适应的密封槽宽度

h=(1−ε)×d0

b=(4×ε2+0.34×ε+0.31)d0

B0=(11−ε−0.6×ε)d0

槽宽B应比B0略大，同时考虑到矩形密封圈有金属支架，取：

B=B0+0.7

h: 密封槽深度；

B0：压缩后O形圈宽度；

b：压缩后顶部接触面积； B：密封槽宽度。

下表是根据如上公式，ε取不同数值时的计算结果

d0

ε h b B0

3.55 0.2 2.84 1.9099 4.0115

3.55 0.225 2.75125 2.09095 4.101395

3.55 0.25 2.6625 2.28975 4.200833

3.55 0.27 2.5915 2.46157 4.287914

3.55 0.3 2.485 2.7406 4.432429

仍取ε=22.5%

则槽宽B=4.8mm

O型圈知识-寿命分析

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。

2.1．压缩率

压缩率W通常用下式表示：

W=（d0-h）/d0 ×100%

式中d0-----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

精品文档

。 1欢迎下载 O形橡胶密封圈的尺寸计算

在气动中使用的O形橡胶密封圈尺寸系列及公差一般按国家标准GB3452-1液压气动用橡胶密封圈尺寸系列及公差标准选用。O形橡胶密封圈通常采用矩形沟槽密封，如图1所示。

图1 O形密封结构

1) O形圈压缩量计算

ε=σ/d×100%=(d0-H)/d0×100%

式中ε——O形圈的相对压缩量;

σ——O形圈断面的绝对压缩量;

H——沟槽深度;

d0——O形圈断面直径。

相对压缩量的大小，直接影响着元件的使用性能和寿命。一般地说，不论是静密封或动密封，在保证密封的前提下，相对压缩量越小越好。表1为气动密封设计中推荐的O形圈相对压缩量值。

表1 O形圈相对压缩量

断面直径mm 静密封（圆柱或平面） 动密封（往复或旋转）

1.2±0.06 10～30 6～15

1.8±0.08 10～25 6～12

2.65±0.09 10～22 5～10

3.55±0.10 10～20 4～8

5.30±0.13 10～18 4～7

7.00±0.15 10～15 4～6

2) O形圈内径伸长率的计算：

α=(d-d1)/d1×100%

式中α——O形圈的内径伸长率; 精品文档

。 2欢迎下载 d——O形圈安装沟槽底径;

d1——O形圈的实际内径。

O形圈使用时，内径一般处于拉伸状态，其伸长率为5%左右，其推荐值见表2。

表2 O形圈装配时的伸长率

断面直径mm 内径伸长率（%）

1.2±0.06 3～4

1.8±0.08 3～4.5

2.65±0.09 3.5～6.0

3.55±0.10 3.5～6.5

5.30±0.13 3.5～7.0

7.00±0.15 3.5～7.5

3)确定沟槽宽度b

沟槽宽度太窄，易引起严重磨损;沟槽太宽，O形圈易扭曲损坏。因此，通常选取槽宽b为O形圈断面直径的1.2～1.3倍。