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O-RING密封设计规范及压缩量计算模板

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3.轴用密封：也称基孔性密封是指O形圈的安装槽在轴上的密封

4.孔用密封：也称基轴性密封是指O形圈的安装槽在孔上的密封一、目的

为五金研发部的人员提供设计指导，减少设计上的失误

二、范围

本设计规范适用于压力条件在35kgf/c㎡(3.5MPa)以下使用O型圈密封的密封设计

五、工作原理O型圈密封设计规范

三、定义

1.静态密封：是指O形圈的表面与其接触面处于静止状态的密封

第1页 共4页 2.动态密封：是指O形圈的表面与其接触面有产生相对磨擦现象的密封

工作原理：O形密封圈是一种自动双向作用的密封元件，O形圈装入密封沟槽后,其径向和轴向方向受到外界压力的作用下,其截面产生一定量的压缩变形,封闭需密封的间隙,达到密封的目的(如图一). 6.对称性密封：是指O形圈的表面与其周围接触面所受作用力均匀的密封

7.不对称性密封：是指O形圈的单边在外界的作用力下,使得孔与轴的中心线产生偏心现象的密封

四、分类

按密封形式可分为(如下图):1、按负载可分为静态密封和动态密封；2、按密封用途可分为轴用密封(基孔性密封)、孔用密封(基轴性密封)和旋转轴密封(螺纹性密封)；3、按其安装形式又可分为径向密封和轴向密封；4、若单边在外界的作用力下,使得孔与轴的中心产生偏心现象,这种条件下的密封,称为不对称性密封. 5.螺纹性密封：是指O形圈安装在螺纹退刀槽上的密封表一：单位:mm公差(±)公差(±)线径范围CS公差(±)

0.100.50≤30.070.120.603.01～4.000.100.220.684.01～5.000.120.250.715.01～7.000.150.300.767.01～10.000.200.330.8810.01～15.000.250.381.0115.01～25.000.350.431.1425.01～100.000.45

0.451.27

表二：

邵氏硬度(Shore A)国际硬度（IRHD）

60±563±570±573±538.01～42.00

178.01～03.00125.01～153.00

48.01～57.00

常在0.05MPa以下低水压情况下也须密封的情况使用一般情况下的密封条件均可使用

第2页 共4页73.01～89.00

30.01～38.00105.01～125.00

153.01～178.001.51～14.00

九、O-RING槽设计尺寸

d为 轴的直径d1为 基孔制中轴的密封槽小径d2为 基轴制中孔的密封槽大径b为 槽深D为 孔的直径ID为 O-RING的内径CS为 O-RING的线径a为 槽宽 1、O-RING与O-RING槽过盈配合设计：要保证密封的良好，O形槽的轴径与O形圈的内径必须有一定的过盈，即O-RING与轴过盈配合O-RING产生延伸，且O-RING延伸百分率(ST)以15%为最佳值，范围可在±5%之间：基孔制中O-RING延伸率百分数(ST)的计算公式为: ST = [(d1 - ID)/ID]*100% ID=d1/1.15式中，d1为装O-RING的槽轴径，ID为O-RING的内径例如：d1=10，ST=15%，则ID=10-15/100*ID=8.695基轴制中O-RING延伸率百分数(ST)的计算公式为: ST = [(d - ID)/ID]*100% ID=d/1.15例如：d=10，ST=15%，则ID=10-15/100*ID=8.695六 、水暖行业常用O型圈材质及其特性

203.01～230.00内径范围ID内径范围ID

≤1.564.01～73.00

89.01～102.0014.01～25.00

八、硬度的选取25.01～30.00102.01～105.00

42.01～48.00

57.01～64.00

使　用　范　围 O形圈具有圆截面环状的特征。O形圈尺寸是由其内径（ID）和截面（CS）的直径决定的(如上图）。在实际制作时，O形圈的内径和断面的直径具有一定的公差范围，见表一 水暖行业所使用的O型圈密封材料特性归纳如下:1、NBR丁腈橡胶密封圈：适合于水、硅油等介质中使用，是目前用途最广、成本最低的橡胶密封件。一般使用温度范围为-40℃～120℃2、SI硅橡胶密封圈：具有极佳的耐热、耐寒、耐臭氧、耐大气老化性能，有很好的绝缘性能，但抗拉强度较一般橡胶差且不具耐油性。一般应用在陶瓷阀芯端面的密封、需要旋转的密封等。一般使用温度为-55℃～250℃七、O形圈的尺寸系列与公差表四:单位:mm序号线径cs槽深b 槽宽a(±0.1)序号线径cs槽深b 槽宽a(±0.2)

11.000.801.30175.003.906.50

21.501.101.90185.334.206.90

31.601.202.10195.504.407.10

41.781.302.30205.704.557.40

51.901.402.40216.004.857.80

62.001.502.60226.505.308.40

72.401.703.10236.995.759.10

82.501.753.20247.005.759.10

92.621.853.40257.506.209.70

102.702.003.50268.006.6510.40

113.002.203.90278.407.0510.90

123.502.604.50288.507.1511.00

133.532.604.50299.007.6011.70

143.602.704.70309.508.2012.30

154.003.055.203110.008.5513.00

164.503.505.80

序号线径cs槽深b 槽宽a(±0.1)序号线径cs槽深b 槽宽a(±0.2)

11.000.801.30175.004.356.00

21.501.201.90185.334.606.40

31.601.302.00195.504.856.60

41.781.402.30205.705.006.90

51.901.502.40216.005.307.20

62.001.602.40226.505.707.80

72.402.002.90236.996.208.40

82.502.103.00247.006.208.40

92.622.203.10257.506.609.00

102.702.303.20268.007.109.60

113.002.503.60278.407.5010.10

123.503.004.20288.507.6010.20

133.533.004.20299.008.1010.80

143.603.104.30309.508.5011.40

154.003.404.803110.009.0012.00

164.503.905.40

第3页 共4页表六、动态使用其相对元件尺寸表 （对称性密封） 单位:mm3～40 2、 孔径、轴径、O形圈槽直径尺寸的公差设计：在机加时为了考虑机加工艺的难度、加工成本及品质要求，一般尺寸公差应符合表四要求：

3、 O-RING槽的尺寸深度和宽度设计：在不同的使用状态下，为了保证其即具有密封性能，又不会产生永久性的塑性变形，O-RING槽深度和宽度可根据表五、表六、表七所示选取

表五、静态使用其相对元件尺寸表 （对称性密封） 单位:mm±0.141～80

±0.05孔径、轴径、O形圈槽直径基本尺寸

公差序号线径cs槽深b 槽宽a(±0.1)序号线径cs槽深b 槽宽a(±0.2)

11.000.701.30175.003.856.50

21.500.951.90185.334.156.90

31.601.052.10195.504.357.10

41.781.202.30205.704.507.40

51.901.252.40216.004.807.80

62.001.352.60226.505.258.40

72.401.653.10236.995.709.10

82.501.703.20247.005.709.10

92.621.803.40257.506.159.70

102.701.953.50268.006.6010.40

113.002.153.90278.407.0010.90

123.502.554.50288.507.1011.00

133.532.554.50299.007.5511.70

143.602.654.70309.508.0512.30

154.003.005.203110.008.5013.00

164.503.455.80

动密封及不对称密封静密封及对称密封动密封及不对称密封静密封及对称密封

0.100.150.250.30

0.150.200.300.350.200.250.350.40

核准:审查:编制:1、预计算槽深(b) b=(D-d1-2β)/2，式中D为基孔的直径；d1为O-RING槽允许最小的直径；β为单边的间隙（优先选取0.2mm）。 例如 D为20,d1为16.4,则b=(20-16.4-2*0.2)/2=1.62、选取O-RING线径(CS) 例计算的槽深为1.5，则选取表五中1.5槽深的线径为2.00,槽宽为2.60（优先选取小的）3、设计轴的内径(d1) d1=D-2*b-2*β=20-2*1.5-2*0.2=16.6 ,式中β由表三选取为0.24、计算O-RING的最佳内径（ID） ID=d1/1.15=16.6/1.15=14.43 可选取ID为14.5～16范围内的O-RING5、据计算的线径和内径选用O-RING，如无合适的进行调整，优先选取线径小的，再进行计算和设计。6、设计完成后，将选用的O-RING数值导入副本O-RING压缩量计算模板中的输入框内进行验算,最小压缩量在0.2～0.4范围内,最大压缩量在0.3～0.5范围内为宜

第4页 共4页十一、设计步骤及方法(以基孔制静态对称性密封为例)： 表七、静态使用其相对元件尺寸表（非对称性密封） 单位:mm

1.81～2.62间隙值β表三： 单位:mm十、间隙值的设计

≤1.83.53～5.340型圈线径0型圈线径间隙值β

5.35～7.008.00以上2.63～3.53 为了保证O型圈处于最佳的密封性能的状态，需保证一个合理的配合间隙。密封圈在相同压力的作用下，若间隙过大，则其受剪切力的面积大，则总作用力就大，密封圈损坏的可能性加大，但如果轴，孔间隙过小，则轴孔的同轴度要求很高，加工难度增大，装配难度增大，O型密封圈易被剪切（如图二）。对O型密封圈密封面的轴、孔配合的间隙值β作了以下规定。见表三

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O型密封圈压缩量

O型密封圈压缩量

影响密封性能的其它因素

1）O形圈的硬度

O形圈材料硬度是评定密封性能最重要的指标。硬度决定了O形圈的压缩量和沟槽最大允许挤出间隙。由于邵氏A70的丁晴密封都能满足大部分的使用条件，故对密封材料不作特殊说明，一般提供邵氏A70的丁晴橡胶。

2）挤出间隙

最大允许挤出间隙gmax和系统压力、O形圈截面直径以及和材料的硬度有关。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形圈被挤出损坏。

最大允许挤出间隙gmax

压力 MPa O形圈截面直径W

1.78 2.62 3.53 5.33 7.00

邵氏硬度A70

≤3.50 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15

≤7.00 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10

≤10.50 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08

邵氏硬度A80

≤3.50 0.10 0.13 0.15 0.18 0.20

≤7.00 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15

≤10.50 0.05 0.07 0.08 0.09 0.10

≤14.00 0.03 0.04 0.05 0.07 0.08

≤17.50 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04

邵氏硬度A90 ≤3.50 0.13 0.15 0.20 0.23 0.25

≤7.00 0.10 0.13 0.15 0.18 0.20

≤10.50 0.07 0.09 0.10 0.13 0.15

O型密封圈和密封圈槽尺寸选型设计计算参考

O型密封圈和密封圈槽尺寸选型设计计算参考

O型密封圈和密封圈槽尺寸选型设计计算参考

O型密封圈是一种常用于密封装置的密封件，其截面呈O型，能够在静态或动态条件下防止液体或气体泄漏。O型密封圈的选型设计计算是确保密封圈在应用中具有良好密封效果的关键。本文将介绍O型密封圈和密封圈槽尺寸选型设计计计算的参考方法。

首先，我们需要了解的是O型密封圈的基本参数。O型密封圈通常由橡胶或弹性材料制成，其内径、外径和截面直径是密封圈尺寸的关键参数。一般来说，O型密封圈的尺寸会根据所需的密封环境和工作压力来确定。

选型设计计算的第一步是确定所需的密封效果。这包括确定所需的密封压力、压缩量和泄漏率等参数。例如，如果需要防止液体渗漏，需要选择能够承受所需压力的密封圈。

接下来是计算密封圈的尺寸。一种常用的方法是根据密封圈的截面直径来选择O型密封圈的内径、外径和截面直径。通常，截面直径是内径和外径的平均值。例如，如果截面直径为10mm，可以选择内径为8mm、外径为12mm的O型密封圈。

选择正确的密封圈尺寸还需要考虑密封圈和密封圈槽之间的配合。密封圈槽通常是在设计中预留的一个凹槽或沟槽，用于安装密封圈。密封圈槽的尺寸要保证密封圈的压缩量和接触面积，以达到良好的密封效果。

密封圈槽的尺寸取决于密封圈的截面形状和材料厚度。一般来说，密封圈与密封圈槽之间应有适当的间隙，以便密封圈在压缩时能够紧密地贴合密封圈槽的壁面。通常，密封圈槽的宽度和深度一般都比密封圈的尺寸大一些。 在确定密封圈和密封圈槽尺寸时，还需要考虑到材料的弹性恢复率。密封圈在安装时会被压缩，这会导致一定的变形。因此，需要选择材料具有良好的弹性恢复率，确保密封圈在撤离压力时能够恢复到正常状态。

最后，为了确保密封效果，还需要进行一些实验和测试。可以使用压力测试、泄漏测试等方法，来评估密封圈的性能。如果发现泄漏或其他问题，就需要对密封圈和密封圈槽的尺寸进行调整。

总结起来，O型密封圈和密封圈槽尺寸的选型设计计算需要考虑到所需的密封效果、配合要求和材料的性能等因素。通过合理选择密封圈和密封圈槽的尺寸，能够确保密封装置的可靠性和使用寿命。最终的选择也需要根据具体的应用条件和要求来确定。

O型密封圈压缩量 2

O型密封圈压缩量 2

影响密封性能的其它因素

1）O形圈的硬度

O形圈材料硬度是评定密封性能最重要的指标。硬度决定了O形圈的压缩量和沟槽最大允许挤出间隙。由于邵氏A70的丁晴密封都能满足大部分的使用条件，故对密封材料不作特殊说明，一般提供邵氏A70的丁晴橡胶。

2）挤出间隙

最大允许挤出间隙gmax和系统压力、O形圈截面直径以及和材料的硬度有关。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形圈被挤出损坏。

最大允许挤出间隙gmax

压力 MPaO形圈截面直径W

？

邵氏硬度A70

≤？

≤？

≤？

邵氏硬度A80

≤？

≤？

≤？

≤？

≤？ 邵氏硬度A90

≤？

≤？

≤？

≤？

≤？

≤？

≤？

注：1、当压力超过5MPa时，建议使用挡圈；

2、对静密封应用场合，推荐配合为H7/g6。

3）压缩永久变形

评定O形圈密封性能的另一指标，即该材料的压缩永久变形。在压力作用下，作为弹性元件的O形圈，产生弹性变形，随着压力增大，会出现永久的塑性变形。压缩永久变形d可由下式确定：

式中：b0-原始厚度（截面直径W），b1-压缩状态下的厚度，b2-释放后的厚度

通常，为防止出现永久的塑性变形，O形圈允许的最大压缩量在静密封中约为30％，在动密封中约为20％。

4）预压缩量

O形圈安装在沟槽里，为保证其密封性能，应预留一个初始压缩量。对于不同的应用场合，相对于截面直径W的预压缩量也不同。

通常，在静密封中约为15％～30％，而在动密封中约为9％～25％。具体可参照下面图表进行选择。

5）拉伸与压缩

将O形圈安装在沟槽内时，要受到拉伸或压缩。若拉伸和压缩的数值过大，将导致O形圈截面过度增大或减少，因为拉伸1％相应地使截面直径W减少约为％。对于孔用密封，O形圈最好处于拉伸状态，最大允许拉伸量为6％；对于轴用密封，O形圈最好延其周长方向受压缩，最大允许周长压缩量为3％。

6）O形圈用作旋转轴密封

O型密封圈的选型设计计算参考

O型密封圈的选型设计计算参考

【论文摘要】O形密封圈和密封圈槽尺寸的合理匹配是延长密封圈无泄漏密封寿命的必要保证。据此提出一种选配两者尺寸的理论计算方法，并以Y341—148注水封隔器所选密封圈的计算为例说明，根据不同的密封圈可以计算出相应的密封圈槽尺寸。为保证密封圈长期有效地工作，还必须合理选择其压缩率、拉伸量和孔、轴配合精度等相关参数。选取压缩率时，应考虑有足够的密封面接触压力、尽量小的摩擦力和避免密封圈的永久性变形。顾及到一般试制车间的加工水平和井下工具主要是静密封的状况，建议密封面的轴、孔配合应优先选用H8/e8。

Selection of O-ring and calculation of O-ring groove size

Chen Aiping,Zhou Zhongya

(Research Institute of Oil Production Technology,Jianghan Petroleum

Administration,Qianjiand City,Hubei Province)

Rational matching of O-rings and O-ringgrooves is of great importance to p[rolonging the

service life of O-rings.A method for selecting O-ring was presented.The sizes of the O-ring

gtoove can be calculated according to various O-rings.To ensure long-term and effective

work of the ring,the compressibility,tensile dimension and bore-shaft matching accuracy

should be properly selected.