O型圈能夠為設計人員提供一種符合各種靜態(tài)或動(dòng)態(tài)應用要求，且經(jīng)濟有效的密封元件。廉價(jià)的生產(chǎn)方法和易用性，使得O型圈成為應用最為廣泛的密封元件。無(wú)論對于標準應用還是特殊應用，彈性體材料均具有廣泛的選擇范圍。因此，O型圈在實(shí)際使用時(shí)可以應用于所有液體和氣體的密封。O型圈在模具中硫化成形，其特征是外表呈圓形，而橫截面呈環(huán)形。O型圈可供選擇的尺寸規格有：橫截面直徑約0.35~40 mm，內徑可達到5,000 mm及以上。

1作用原理

O型圈是一種雙向密封元件。安裝時(shí)，O型圈徑向或軸向的初始壓縮量決定了O型圈的初始密封能力。系統壓力作用于O型圈所產(chǎn)生的力，就是其總的密封力；該密封力隨著(zhù)系統壓力的升高 而增大。在壓力作用下，O型圈的形狀和具有高表面張力的液體相仿，壓力朝各個(gè)方向等值傳遞。

2 工作壓力 

2.1 靜態(tài)應用 

— 高于5 MPa，O型圈內徑>50 mm，不帶擋圈； 

— 高于10 MPa，O型圈內徑<50 mm，不帶擋圈（取決于材料、 橫截面和間隙）； 

— 高于40 MPa，不帶擋圈；- 高于250 MPa，帶有特殊擋圈；- 請注意允許的擠出間隙。 

2.2 動(dòng)態(tài)應用 

— 往復運動(dòng)高于5 MPa不帶擋圈； 

— 更高的壓力工況，帶擋圈。速度往復運動(dòng)高達 0.5 m/s 旋轉運動(dòng)高達0.5 m/s 具體取決于材料和耐介質(zhì)性能。溫度 從 -60°C ~ +325°C 具體取決于材料和耐介質(zhì)性能。 

當評估應用條件時(shí)，必須考慮最大值、持續的工作溫度和干運行的時(shí)間。對于旋轉應用而言，必須考慮摩擦生熱導致溫度上升的結果。介質(zhì)對于各種材料而言，每種都具有不同的性能，在實(shí)際應用中基本上都會(huì )遇到密封流體、氣體和化學(xué)介質(zhì)的情況，請注意選擇最合適的材料。

3 材料

3.1 ACM（聚丙烯酸酯橡膠）

ACM材料具有極佳的耐臭氧性，耐風(fēng)化性和耐熱空氣性能，但其物理強度中等，彈性差，并且抗低溫能力相對較弱。ACM工作溫度范圍是-20°C至+150°C，但短時(shí)間內可達到+175°C。特殊類(lèi)型的ACM工作溫度可以低至-35°C。ACM材料主要用于汽車(chē)工業(yè)，因為汽車(chē)工業(yè)對于在高溫下能夠抵抗包含多種添加劑（包括硫）的潤滑油的腐蝕有較高的要求。

3.2 EPDM（三元乙丙膠）

三元乙丙橡膠具有良好的耐熱性，耐臭氧性和耐老化性。此外，三元乙丙橡膠還具有很好的彈性，良好的低溫性能和絕緣性能。三元乙丙橡膠的工作溫度范圍為-45°C至+150°C（短時(shí)間內可以高達+175°C）。經(jīng)硫化處理的三元乙丙橡膠的工作溫度 范圍減小為-45°C至+130°C（短時(shí)間內可達到+150°C）。三元乙丙橡膠常用于制動(dòng)液（乙二醇基）和熱水的密封。

3.3 VMQ（硅橡膠）

硅橡膠具有極佳的耐熱性、冷撓曲性、絕緣性能以及極好的耐氧化、耐臭氧及抗紫外線(xiàn)（UV）性能。特殊的硅橡膠材料能夠耐齒輪油、+100°C以上的水和高分子量氯代烴介質(zhì)。硅橡膠的工作溫度范圍是-50°C至+175°C（短時(shí)間內可達到+230°C）。特殊類(lèi)型的硅橡膠的工作溫度可以低至-90°C。

4 化學(xué)兼容性

在選用一種合適的材料之前，首先要全面了解化學(xué)兼容性指南。在選擇材料之前，必須對應用的各個(gè)方面加以全面仔細的分析。例如，某些具有腐蝕性的流體在高溫時(shí)比在室溫時(shí)對合成橡膠所產(chǎn)生影響要顯著(zhù)的多。此外，還應該考慮材料的物理特性及其與流體的兼容性。因為在特定的應用中，材料的壓縮變形、硬度、耐磨性及其熱膨脹性均會(huì )影響材料的適用性。建議用戶(hù)針對具體的應用進(jìn)行測試，以確認所選材料的適用性。

5 安裝方法和密封溝槽設計的建議

在設計階段，就應當考慮O型圈的安裝問(wèn)題。為了避免在安裝過(guò)程中損壞O型圈，應當盡可能避免O型圈穿過(guò)銳邊或內孔。當滑動(dòng)距離較長(cháng)時(shí)，密封座應盡可能設計成凹槽，或者適當調整O型圈保證其在安裝時(shí)僅需要滑動(dòng)較短的距離，以降低O型圈發(fā)生扭曲的危險。

6 徑向安裝（靜態(tài)和動(dòng)態(tài)運動(dòng)）和內周密封（活塞桿密封） 

選擇適當規格的O型圈時(shí)，應該保證其外徑（d1+2*d2）至少等于或者大于溝槽外徑d6。 外周密封（活塞密封） 選擇適當規格的O型圈時(shí)，應該保證其內徑d1至少等于或者小于溝槽內徑d3。 

7 軸向安裝（靜態(tài)運動(dòng)）

在軸向靜態(tài)安裝時(shí)，選擇適當規格的O型圈時(shí)，就應該考慮壓力的方向。當存在內壓時(shí)，O型圈外徑應該等于或者大于外溝槽直徑d7；當存在外壓時(shí)，O型圈內徑應該小于內溝槽直徑d8。

8 拉伸率 - 外徑過(guò)盈 

靜態(tài)和動(dòng)態(tài)運動(dòng)下，活塞和活塞桿密封件的徑向安裝 

如果O型圈被用作活塞密封（外周密封），主O型圈內徑d1在動(dòng)態(tài)工況下應該會(huì )被拉伸2%至5%的幅度，并且在靜態(tài)工況下拉伸率在2%和8%之間。O型圈直徑d1小于20 mm的情況幾乎是不可能的，所以拉伸范圍必須更寬。為了使該范圍最小并且拉伸率最大，那么使溝槽直徑d3的公差達到最小就非常必要，并且對于最小O型圈拉伸率的要求不會(huì )顯得那么嚴格。在動(dòng)態(tài)應用中，將最大拉伸率提升到5%或者低于5%的水平來(lái)避免對密封性能產(chǎn)生有害影響的措施顯得非常重要。超過(guò)這個(gè)值會(huì )導致O型圈橫截面大幅減小，從而影響O型圈的使用壽命。 

9 軸向安裝，靜態(tài)運動(dòng) 

如果O型圈用作靜態(tài)軸向密封，那么當選擇O型圈大小時(shí)，就應該考慮壓力的方向。如果O型圈受壓，設計溝槽時(shí)就應該考慮施加壓力的情況，O型圈接觸的溝槽壁總是會(huì )遠離受壓的一側。如果存在外部壓力，選擇O型圈時(shí)，其內徑d1就要比內溝槽直徑 d8小大約1%至3%。如果存在內部壓力，選擇O型圈時(shí)，其外徑（d1+2*d2）就要和外溝槽直徑d7相等或者大大約1%至2%。當選用內徑大于50 mm的大尺寸O型圈時(shí)，絕對的外徑過(guò)盈量應該被測算并且最小化，從而避免在裝配過(guò)程中發(fā)生O型圈彎曲 或者滑出溝槽。另外，也應該考慮內徑和橫截面之間的比率和 O型圈的材料。

10 初始壓縮量

溝槽中O型圈橫截面的初始壓縮量，對于保證其作為主要密封或 者次要密封元件的作用是非常關(guān)鍵的，它能夠：- 實(shí)現初始密封能力 - 彌補生產(chǎn)公差 - 確保規定的摩擦力 - 補償壓縮變形 - 補償磨損，根據應用場(chǎng)合的不同，下面給出了推薦的初始壓縮量，即相對于橫截面直徑（d2）的比值：動(dòng)態(tài)應用：6 ~ 20% 靜態(tài)應用：15 ~ 30% 密封溝槽的尺寸可以根據初始壓縮量來(lái)設計，這些值遵循ISO 3601-2規范，并且考慮了負載與橫截面直徑之間的關(guān)系。

11 壓縮力 

O型圈的壓縮力是變化的，主要取決于其它一些因素，例如初始壓縮量、材料類(lèi)型、材料硬度、O型圈內徑及其橫截面。

12 溝槽填充

考慮O型圈的溝槽填充，避免對徑向密封性能產(chǎn)生有害影響顯得非常重要。推薦的溝槽填充比例不得超過(guò)由于流體接觸和公差效果產(chǎn)生的熱膨脹或者體積膨脹的85%。

13 型圈溝槽的表面光潔度

14 矩形溝槽 

矩形溝槽是所有新設計的首選，這種結構允許溝槽兩側面存在高達5°的斜面。如果使用擋圈，就必須采用垂直側面。

15 溝槽尺寸建議

對于徑向間隙S和表面光潔度的信息，請參考“ 溝槽設計和尺寸”。溝槽寬度b2和b3：當使用擋圈時(shí)，溝槽將使用相應的擋圈厚度進(jìn)行加寬（b2：一個(gè)擋圈，b3：兩個(gè)擋圈）。通常推薦H8/f7的配合公差。

16 梯形溝槽 

梯形溝槽僅用于特殊情況下，例如在頂部安裝的場(chǎng)合下，為了能夠固定住O型圈。梯形溝槽僅推薦用于橫截面直徑為3.53 mm的O型圈，O型圈內徑等于平均溝槽直徑減去O型圈橫截面直徑。

O型圈密封的作用就是將接合面間的間隙封住，隔離或切斷泄露通道，增加泄露通道中的阻力，或者在通道中加設小型做功元件，對泄露物造成壓力，與引起泄露的壓差部分抵消或完全平衡，以阻止泄露，達到密封的效果。