O型圈的设计

① O型圈的尺寸

由国际标准(ISO 3601/1)、国家标准和组织标准等确定。有些国家将0形圈的尺寸系列分为P系列(运动用)、G系列(固定用)、V系列(真空用)和 ISO系列(一般工业用)四个系列。我国的O形圈内径、截面直径尺寸及公差由GB/T 34542.1 规定。

② 压缩率

式中d0——O形圈在自由状态下的截面直径，mm；

h——O形圈槽底与被密封表面的距离，即0形圈压缩后的截面高，mm。

在选取O形圈的压缩率时，应从如下三个方面考虑：

a.要有足够的密封接触面积。

b.摩擦力或装配阻力尽量小，

c.尽量避免永久变形。

静密封一般取W=15%-30%;动密封取6%-20%；不宜过大，会容易产生永久变形，高温中尤为严重；一般静密封压缩率大于动密封；

      此外，还要考虑介质和温度引起的橡胶材料膨胀,，通常在给定的压缩变形之外，允许的最大膨胀率为15% ,超过这一范围说明材料选用不合适。
③ 沟槽设计

导入倒角

正确的的沟槽设计可以从一开始就消除可能的损伤和密封失效。由于 O形圈安装时受挤压，所以设计O型圈导入过程中接触的零件时，必须要有规定的倒角和倒圆；

沟槽形状

矩形沟槽是液压、气动使用O形圈最多的沟槽形状这种沟槽的优点是加工容易.便于保证O形圈具有必要的压缩量。

除矩形沟槽外，还有V形、半圆形、燕尾形和二角形等形式的沟槽。三角形沟槽式 密封装置在英国、美国、日本等国家均有应用。密封沟槽既可开在轴上，也可开在孔 上；轴向密封的沟槽开在平面上.

沟槽截面积

沟槽尺寸可按体积计算，通常要求矩形沟槽的尺寸比0形圈的体积大15%左右。这是因为0形圈装入沟槽后，承受3%〜30%的压缩，而橡胶材料总体积本身是不可因 压缩而减少的，所以应有容纳0形圈变形部分的空间。

O 形圈的截面面积至少应占矩形槽截面面积的 85%，槽宽必须大于O 形圈压缩变形后的最大直径。在许多场合下保证取槽宽为O 形圈截面直径的 1.1~1.5 倍。当内压很高时，就必须使用挡圈，这时槽宽也应相应加大。

表面粗糙度

密封沟槽的表面粗糙度，直接影响着O 形圈的密封性和沟槽的工艺性。静密封用O 形圈工作过程中不运动，所以槽壁的粗糙度用Ra=6.3~3.2 μm，对于往复运动用O 形圈，因常在槽内滚动，槽壁与槽底的粗糙程度应到低一些，要求在Ra=1.60 μm 以下。旋转运动用的O形圈一般在沟槽内是静止的，要求轴的粗糙度Ra=0.40 μm 或者抛光。

 

间隙

间隙太小，制造、加工困难；间隙太大，O形圈会被挤入间隙而损坏。

一般内压越大，间隙越小；O形圈材料硬度越大，间隙可放大。间隙的给定数值与 零件的制造精度有很大关系。

 

挡圈

挡圈的作用在于防止0形圈发生间隙咬伤现象，提高其使用压力。装有挡圈的0形圈在高压作用下，首先向挡圈靠拢。随着压力的增加，0形圈与挡圈互相挤压。O形 圈使用挡圈后，工作压力可以大大提高。静密封压力能提高到200 -700MPa,动密封压力也能提高到40MPa。挡圈还有助于0形圈保持良好润滑。

如果单向受压，则在承受侧用一个挡圈；如果双向受压则用两个挡圈。对于静密封，内压在32MPa以下不用挡圏，超过此值可考虑用挡圈。使用挡圈后会增加密封装 置的摩擦阻力。

挡圈的材料有皮革、硬橡胶和聚四氟乙烯等，也有尼龙6和尼龙1010的。而以聚四氟乙烯挡圈最为常用。
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