避免O形圈(O-ring)失效的六个步骤

2025-12-15


尽管O圈作为成熟的密封解决方案已被广泛应用多年,但在选型中仍需谨慎,以避免一些常见的错误。本文将通过两个章节,对O形圈的选型进行阐述。

对大多数工程师而言,O形密封圈的选用似乎是一个很基础的课题。然而,仅需一次处理密封泄漏问题,便足以彻底改变工程师的看法。本文旨在提供一种基础的O圈选型方法,以帮助工程师避免因O形圈选择不当而导致的密封泄漏,及其造成的时间、金钱、人身安全等潜在危险。
密封件是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质如灰尘与水分等侵入机器设备内部的零部件的材料或零件。密封件种类繁多,其结构材料和几何形状各不相同。目前,O形圈依旧是最广泛应用的密封件之一。

“O形圈”(O-ring)是一种截面为圆形的弹性体密封圈,因其截面为O形,故称其为O形橡胶密封圈,也叫O形圈。当其在密封槽中受压变形时形成密封O形圈的广泛应用可追溯1939年,当时Niels A. Christensen丹麦裔美国发明家)获得了其设计专利。在20世纪40年代和50年代初,由于二战的间接推动,O形圈逐渐发展成为了美军液压系统的标准密封件。美军制定的标准尺寸和基本设计规范,除少数例外,至今仍在沿用。

到了20世纪50年代中后期,O形圈开始进入工业领域。很快,O形圈就被应用于各种领域,从农机到汽车、管道设备,甚至珠宝行业。如今,数十亿计的O形圈遍布全球,用于密封各类设备

O形圈之所以被视为一种简洁、可靠且经济高效的密封解决方案,原因如下

  • O形圈能够实现双向密封

  • O圈能够补偿公差偏差

  • O圈在一定程度内可重复使用

  • O形圈具有弹性,因此无需经常紧固螺栓

  • O形圈无需专用安装工具或底漆

  • O圈具有较小的密封接触面积,从而增强了密封性能

  • O圈的横截面具有对称性,因此能够实现任意方向(径向、轴向或角向)的密封

  • O形圈由多种化合物组成,可以抵抗几乎所有强腐蚀性化学物质和恶劣环境条件

尽管O圈作为成熟的密封解决方案已广泛应用多年,但在选择可以确保可靠运行的O形圈规格方面,仍需谨慎以避免常见误区。上图展示了一个规格选取错误的O形圈在受压状态下失效案例合理的规划设计可规避问题,O圈的选型亦不例外。为最大限度减少后续的密封失效问题,每次选型均应系统遵循以下六个步骤

1、确定O形圈的应用工况。

2、确定工作介质。

3、考虑环境参数(工作制、温度、压力等)。

4、确定合适的O圈尺寸

5、采用手算或选型/仿真软件对关键参数进行复核计算。

6、条件允许的话,进行实物测试。

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