请问O型密封圈压缩率的计算公式是？
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发布时间：2022-04-20 07:13
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时间：2023-06-26 09:18
关键词：倒角设计;O型密封圈硬度;内径拉伸率;压缩量
倒角密封因其在接头与液压阀之间使用简便，操作简单，且制作与加工容易等特点，在*接头的密封过程中常被广泛应用。本文着重介绍密封倒角的设计及O型圈的选用。
1、 密封倒角的设计
倒角密封是一种连接面处的密封，采用O形圈将其装配到一个通过倒角产生的槽中，然后通过壳体挤压来产生密封。设计时主要考虑产品必须进行轻微拉伸、压缩量适当减小、填充率适当加大。倒角一般为15°~30°，依据工作压力选取，压力大时，角度要趋近于小值。反之，则取大值。
1.2金属件端部尺寸设计
图1中D是接口底孔尺寸或螺纹切制前的内孔尺寸，是已知量。
表1
依据表1得出D 2K尺寸，接头O型圈密封是静密封，不考虑O型圈装到O型圈环槽变形和其他装配影响，简单计算接头管径(d’)单边过盈量为10~20丝即可，即0.1~0.2mm。当然考虑到零件尺寸公差(O型圈截面直径，O型圈内径，密封面内径尺寸，O型圈环槽尺寸和槽岸尺寸)，同轴度及装备位置的偏心，可以进一步计算装配发生单边靠拢时候的极限情况，确保这个时候的松边过盈不为负值。以便进一步确定密封面、O型圈环槽、槽岸的尺寸及公差。再计算D’值(O型密封圈沟槽外径)D’=d2 2H其中：d2=d1/1.03-1.07
D1——O型密封圈实际内径
表2
1.3各计算尺寸选取公差带号：见表3.
1.4O型圈硬度选取
根据密封间隙和工作压力来选择适当的O型圈的硬度，橡胶硬度应随工作压力高低与间隙大小而变化，压力高，间隙大时硬度应稍大，反之则稍小。
表3
2、 密封间隙选择
O型密封圈破坏的重要原因之一是在工作压力作用下被挤入间隙C内，此间隙的允许值与工作压力，O型密封圈橡胶硬度及其截面直径d0大小有关，具体见表4。
表4
注：带括号的密封间隙C值为最大允许值，仅供设计参考。
3、 O型圈压缩量
K=d0-(h c)
其中：h——O型环沟槽深度;
C——轴与孔密封间隙，见表4.
O型圈压缩量的大小能直接影响到密封性能和使用寿命，压缩量太小，密封效果不好;压缩量太大，对O型环装配不利，增大运动摩擦阻力，使用寿命会缩短。因此在密封设计过程中，要合理控制好O型环的压缩量，一般以7%~30%的压缩率为准。O型密封圈安装的断面直径压缩量为5%~3.5%，用于固定密封取得偏大值，用于活动密封取偏小值。
4、 合理的表面粗糙度
要保证合理的密封性能，动密封和静密封都要有合适的表面粗糙度。一般静密封Ra6.3μm~Ra3.2μm，动密封Ra3.2μm~Ra1.6μm。但不是粗糙度越高越好，如果安装面的粗糙度太高，平直度差，有的会出现凸棱。一方面O型环被压缩后，有的面因密封不严而漏油。另一方面O型环在沟槽中会随着压力高的方向向压力低的方向滑动，造成O型环损伤，引起泄漏。
5、 合理的内径拉伸率
O型圈的拉伸率过大，会引起应力松弛，造成O型圈的内径增大。造成与轴面形成接触间隙，安装过程中会因为振动而使其脱落。同时，O型圈由于挤压力度不均匀，影响O型圈的使用寿命。拉伸率计算公式如下：δ=(d’-d1)/d1X100%
其中：d’——接管直径;
D1——O型圈的实际内径;
一般推荐O型圈实际内径拉伸率<2%。
6、 O型圈的安装
6.1安装部位的设计要求
(1)O型圈安装槽部位必须保证足够的表面粗糙度，外表光滑，无损伤。
(2)倒角部位应有定位台面(如图2)，防止结合面不平，而影响孔与轴之间的同轴度，致使O型圈过度磨损。
6.2O型圈的安装要求
(1)检查引入角是否符合图纸要求，15°~30°以及D 2K尺寸。
(2)密封件和零件应涂润滑脂或润滑液，但不得使用含固体添加剂的润滑脂，如二硫化钼、硫化锌。
(3)安装前对安装轴颈进行外观检查，表面不得有飞边毛刺、杂质、灰尘等缺陷及刮伤。
(4)安装过程中防止O型圈碰伤，应先用锉修平毛刺，在其通过的部位螺纹及键槽表面用胶带包上再进行安装，可起到保护O型圈的作用。
7、结论
倒角密封是一种简洁实用的端面密封，常用于液压系统中接头与阀体之间的密封。合理的设计倒角尺寸以及选择合适的O型圈，是密封达到最佳效果和延长O型圈使用寿命的有利保证。
参考文献：
(1) 液压设备故障分析，黑龙江出版总社。
(2) 液压故障诊断与排除。北京机械工业出版社。
(3) 机械零件设计手册，液压传动与气压传动分册，东北工学院。
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