一、O形橡膠密封圈

O形橡膠密封圈是橫截面積為圓形的橡膠制品。其應(yīng)用遍及化工、機械、煤炭、石油、冶金、交通運輸、家用電器等領(lǐng)域。O形橡膠圈是所有橡膠密封制品中，生產(chǎn)數(shù)量最大、用途最廣的一種密封元件。

〈一〉O形橡膠密封圈的性能和應(yīng)用

O形橡膠密封圈廣泛用于各種機械設(shè)備中，在不同的溫度、壓力及介質(zhì)中起密封作用，用以防止機械設(shè)備漏油、漏氣、漏水及外界環(huán)境介質(zhì)和粉塵的侵入。與其它橡膠密封件相比，有以下優(yōu)點∶

1、結(jié)構(gòu)簡單，體積小，安裝部位緊湊。

2、具有自密封作用，無需周期性調(diào)整。

3、密封性能好，靜密封時不會泄漏。

4、運動摩擦阻力小，適合于壓力交變的場合。

5、尺寸和溝槽已實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，價格便宜，產(chǎn)品易得，便于使用和購買。

6、適應(yīng)性強，用途十分廣泛。

O形橡膠密封圈的不足之處∶

1、用于壓縮動密封時，啟動摩擦阻力較大。

2、動密封時很難做到不泄露，只能控制其泄露量不超過規(guī)定的許可值。

3、在氣壓和水壓密封過程中，需要添加潤滑油，防止磨損。在某些場合常需加防塵、防護擋圈。

4、對偶配合件〈如運動面、溝槽、間隙等〉的加工尺寸及精度要求嚴格。

根據(jù)O形橡膠密封圈與被密封裝置的相對運動狀態(tài)，可分為靜密封用O形圈、往復(fù)運動密封用O形圈、旋轉(zhuǎn)運動密封用O形圈。按密封結(jié)構(gòu)，可分為徑向密封和軸向密封兩類O形圈。

制造O形橡膠密封圈的材料主要是合成橡膠。根據(jù)工作溫度、接觸介質(zhì)、承受壓力的不同，在選擇膠種時也有所不同。

關(guān)于油封的一些知識

油封徑向力是指油封裝在軸上時，唇口對軸所產(chǎn)生的抱緊力，這個力等于唇口的預(yù)張力、彈簧的箍緊力和密封介質(zhì)的附加徑向力的總和，油封徑向力是控制油封質(zhì)量的重要指標(biāo)。 

油封的徑向力必須選擇在適宜的范圍內(nèi)，過大過小都會影響密封性能。當(dāng)徑向力選取過小時，油封唇口對軸的接觸壓力太小，密封不住介質(zhì)會造成泄漏；當(dāng)徑向力選取過大時，油封唇口對軸的接觸壓大，會增加油封的摩擦扭矩和摩擦溫度，加速了唇口材料的老化而導(dǎo)致油封的時期損壞。因此徑向力必須選擇適當(dāng)，能夠使油封唇與軸接觸面之間構(gòu)成一種適宜厚度的油膜，保持一種良好的潤滑與摩擦狀態(tài)，以減少功耗，達到良好的密封效果和長久的工作壽命。
過盈量：一般來說，密封圈唇口的過盈量與徑向力約成正比關(guān)系，即過盈量大，徑向力就大；過盈量小徑向力也小。唇口的過盈量取小，雖對密封偶件的潤滑有利，但容易漏油；而過盈量取得太大又影響密封偶件間的油膜形成，使之磨損失效加快。 

彈簧槽中心的位置（R）值：R值是指油封唇口與彈簧槽中心的軸向距離。該數(shù)值可認為是油封唇口與軸的理論接觸寬度。R值小，接觸寬度小，易使接觸主力呈集中分布，有利于控制穩(wěn)定的油膜。R值過大，則接觸寬度大，不僅增加摩擦生熱，而且因主力分布平均，使油膜遭到破壞，形成流體潤滑狀態(tài)，造成漏油。據(jù)資料報道，R值的取值范圍在0.3—2.0內(nèi)，軸徑越大，R值越大。當(dāng)然，R值的選取也不能僅僅依據(jù)軸徑的大小來確定，也應(yīng)當(dāng)綜合考慮軸的運動速度（旋轉(zhuǎn)、往復(fù)）等因素。 

油封腰部厚度和長度：油封的腰部能提供唇部徑向力的50%，所以它是保持油封徑向力的一個主要因素。腰部較薄、較長，能提高唇口與軸的跟隨力，這對高速旋轉(zhuǎn)或偏心較大的軸密封有利。但腰部太薄、太長，易出現(xiàn)變形，同時會減弱腰部的徑向力，造成漏油。因此，油封腰部厚度和長度應(yīng)遵循以下原則來設(shè)計。

（1）、工作介質(zhì)壓力時，應(yīng)采用較厚的腰部厚度和較短的腰部長度。（2）、橡膠的硬度越高，模量和彈性越低，油封腰部厚度應(yīng)當(dāng)越薄，長度應(yīng)當(dāng)越短。

（3）、油封的公稱尺寸（內(nèi)徑、高度）越大，腰部厚度也應(yīng)當(dāng)越厚。（4）、油封唇高增大，腰部厚度也應(yīng)相應(yīng)增大。也就是說，腰部厚度與長度也應(yīng)當(dāng)成一定的比例。 

因為油封唇口部溫度上升是與磨擦系數(shù)、徑向力及軸速成正比。當(dāng)軸速越大時，應(yīng)盡量減小磨擦系數(shù)和徑向力，但磨擦系數(shù)愛橡膠材料和配方的限制，一般在0.2—0.4之間，不宜再減小。因此對于高速用的油封減小磨擦能，降低生熱以延長油封的使用壽命，其徑向力應(yīng)選取小一點。相反，對磨擦系數(shù)小的油封可適當(dāng)加大徑向力以提高油封唇的追隨能力。據(jù)此可以推薦高速油封的徑向力一般選取在100—150N/m之間為宜；低速用油封一般取值可略高一些。總之徑向力選取在100—200N/m是比較適宜的。 

不同硬度膠料的油封性能變化情況：

a、膠料硬度越高，制出的油封內(nèi)徑越大。這是因為膠料收縮率不同的緣故，膠料硬度越高收縮率越小，因此制得的油封內(nèi)徑就越大。（切唇時，盡量少切點） 

b、膠料硬度越高的油封唇口接觸越小，這是因為硬度高的油封內(nèi)徑大，同時受壓縮變化小的緣故。

C、膠料硬度與徑向力的關(guān)系 膠料硬度越高的油封其徑向力越大，試驗結(jié)果表明：油封不論加金屬彈簧或不加金屬彈簧都表明了這一規(guī)律。

d、泄漏試驗 用不同硬度的膠料制成的油封進行臺架試驗，可以明顯看出硬度過低或過高的油封在短時間內(nèi)都發(fā)生了泄漏。這是因為硬度過低的膠料彈性模量小，油封的徑向力就小，因而密封性能比較差。而硬度過高的膠料彈性差，油封唇部追隨性能不好，因而也容易產(chǎn)生早期泄漏。硬度在65-75之間的油封有較好的密封性能，運轉(zhuǎn)時間長而不漏。

這證明油封膠料在此硬度范圍內(nèi)，油封的各項性能是比較適宜的。其徑向力、接觸寬度、摩擦扭矩等性能都比較適宜，且膠料彈性好，唇口有較好的追隨能力。唇口與軸接觸面間能夠構(gòu)成一種較好的潤滑與摩擦狀態(tài)，因而獲得了較好的密封效果。由此證明在一般條件下，普通油封的膠料硬度應(yīng)選取在70±為宜。

骨架油封結(jié)構(gòu)原理

骨架油封比較簡單，一般有三部分組成：油封體、加強骨架和自緊螺旋彈簧。密封體按照不同部位又分為底部、腰部、刃口和密封唇等。通常，在自由狀態(tài)下的骨架油封，其內(nèi)徑比軸徑小，即具有一定的“過盈量”。因此，當(dāng)油封裝入油封座和軸上之后，油封刃口的壓力和自緊螺旋彈簧的收縮力對軸產(chǎn)生一定的徑向緊力，經(jīng)過一段時間運行后，該壓力會迅速減小乃至消失，因而，加上彈簧可以隨時補償油封自緊力。
 

密封原理：由于在油封與軸之間存在著油封刃口控制的油膜，此油膜具有流體潤滑特性。在液體表面張力的作用下，油膜的剛度恰好使油膜與空氣接觸端形成一個新月面，防止了工作介質(zhì)的泄漏，從而實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸的密封。油封的密封能力，取決于密封面油膜的厚度，厚度過大，油封泄漏；厚度過小，可能發(fā)生干摩擦，引起油封和軸磨損；密封唇與軸之間沒有油膜，則易引起發(fā)熱、磨損。
 

因此，在安裝時，必須在密封圈上涂些油，同時保證骨架油封與軸心線垂直，若不垂直，油封的密封唇會把潤滑油從軸上排干，也會導(dǎo)致密封唇的過度磨損。在運轉(zhuǎn)中，殼體內(nèi)的潤滑劑微微滲出一點，以達到在密封面處形成油膜的狀態(tài)最為理想。