O 形密封圈截面直径的压缩率

O 形圈截面直径的压缩率和拉伸是密封设计的主要内容，对密封性能和使用寿命有重要意义。O 形圈一般安装在密封沟槽内起密封作用。橡胶O形密封圈良好的密封效果很大程度上取决于O 形圈尺寸与沟槽尺寸的正确匹配，形成合理的密封圈压缩量与拉伸量。

1）压缩率

压缩率W通常用下式表示：

W= (d0-h)/do%

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O形圈压缩后的截面高度（mm）。

在选取O形圈的压缩率时，应从如下三个方面考虑：

• 要有足够的密封接触面积
• 摩擦力尽量小
• 尽量避免永久变形。

从以上这些因素不难发现，它们相互之间存在着矛盾。压缩率大就可获得大的接触压力，但是过大的压缩率无疑会增大滑动摩擦力和永久变形。而压缩率过小则可能由于密封沟槽的同轴度误差和O 形圈误差不符合要求，消失部分压缩量而引起泄漏。因此，在选择O 形圈的压缩率时，要权衡个方面的因素。一般静密封压缩率大于动密封，但其极值应小于25%，否则压缩应力明显松弛，将产生过大的永久变形，在高温工况中尤为严重。

O  形圈密封压缩率W 的选择应考虑使用条件，静密封或动密封；静密封又可分为径向密封与轴向密封；径向密封（或称圆柱静密封）的泄漏间隙是径向间隙，轴向密封（或称平面静密封）的泄漏间隙是轴向间隙。轴向密封根据压力介质作用于O 形圈的内径还是外径又分受内压和外压两种情况，内压增加的拉伸，外压降低O 形圈的初始拉伸。上述不同形式的静密封，密封介质对O 形圈的作用力方向是不同的，所以预压力设计也不同。对于动密封则要区分是往复运动还是旋转运动密封。

1、 静密封：圆柱静密封装置和往复运动式密封装置一样，一般取

W=10%~15%；平面密封装置取W=15%~30% 。

2 、对于动密封而言，可以分为三种情况：

往复运动密封一般取W=10%~15% 。

旋转运动密封在选取压缩率时必须要考虑焦耳热效应，一般来说，旋转运动用 O 形圈的内径要比轴径大3%~5%，外径的压缩率W=3%~8% 。

低摩擦运动用O 形圈，为了减小摩擦阻力，一般均选取较小的压缩率，即 W=5%~8% 。 此外，还要考虑到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，允许的不超过膨胀率为 15%，超过这一范围说明材料选用不合适，应改用其他材料的O 形圈，或对给定的压缩变形率予以修正。压缩变形的具体数值，一般情况下，各国都根据自己的使用经验制订出标准或给出推荐值。

2）拉伸量

O 形圈在装入密封沟槽后，一般都有一定的拉伸量。与压缩率不一样，拉伸量的大小对O 形圈的密封性能和使用寿命也有很大的影响。拉伸量大不但会导致O 形圈安装困难，同时也会因截面直径do 发生变化而使压缩率降低，以致引起泄漏。拉伸量α可用下式表示：

α=(d+d_o)/d₁+d_o

式中 d—— 轴径（mm ）；

d₁—— O形圈的拉伸量。

3）接触宽度

O 形圈装入密封沟槽后，其横截面产生压缩变形。变形后的宽度及其与轴的接触宽度都和O 形圈的密封性能和使用寿命有关，其值过小会使密封性受到影响；过大则增加摩擦，产生摩擦热，影响O 形圈的寿命。

O形圈变形后的宽度B_O（mm ）与O形圈的压缩率W和截面直径d_O有关，可用下式计算

B_O={1/(1-W)-0.6W}d_O （W取 10%~40%）

O形圈与轴的接触面宽度b（mm ）也取决于W和d_O：

b=( 4W²+0.34W+0.31)d_O ( W取 10%~40%)

对摩擦力限制较高的O 形圈密封，如气动密封、液压伺服控制元件密封，可据此估算摩擦力。