o型圈

王朝百科·作者佚名 2010-02-15

一、O型圈概述1.O型圈定义

O型密封圈

O型圈(O-rings)是一种截面为圆形的橡胶密封圈，因其截面为O型，故称其为O型密封圈，也叫O型圈。开始出现在19世纪中叶，当时用它作蒸汽机汽缸的密封元件。

2.O型圈适用范围

O型密封圈适用于装在各种机械设备上，在规定的温度、压力、以及不同的液体和气体介质中，于静止或运动状态下起密封作用。在机床、船舶、汽车、航空航天设备、冶金机械、化工机械、工程机械、建筑机械、矿山机械、石油机械、塑料机械、农业机械、以及各类仪器仪表上，大量应用着各种类型的密封元件。O型密封圈主要用于静密封和往复运动密封。用于旋转运动密封时，仅限于低速回转密封装置。O型密封圈一般安装在外圆或内圆上截面为矩形的沟槽内起密封作用。 O型密封圈在耐油、酸碱、磨、化学侵蚀等环境依然起到良好密封、减震作用。因此，O型密封圈是液压与气压传动系统中使用最广泛的一种密封件。3.O型圈的优势

O型密封圈与其他型式密封圈比较，具有以下优点：

--适合多种密封形式：静态密封、动态密封

适合各种用途材料，尺寸和沟槽都已标准化，互换性强

--适合多种运动方式：旋转运动、轴向往复运动或组合运动（例如旋转往复组合运动）

--适合多种不同的密封介质：油、水、气、化学介质或其它混合介质

通过选用合适的橡胶材料和适当的配方设计，实现对油、水、空气、煤气及各种化学介质有效的密封作用。温度使用范围广（－ 60 ℃～＋ 220 ℃），固定使用时压力可达 1500Kg/cm2( 与补强环并用 )。

--设计简单，结构小巧，装拆方便

O 形圈断面结构极其简单，且有自密封作用，密封性能可靠。

由于 O 形圈本身及安装部位结构都极其简单，且已形成标准化，因此安装更换都非常容易。

--材料品种多

可以根据不同的流体进行选择：有丁腈橡胶（NRB）、氟橡胶（FKM）、硅橡胶（VMQ）、乙丙橡胶（EPDM）、氯丁橡胶（CR）、丁基橡胶（BU）、聚四氟乙烯（PTFE）、天然橡胶（NR）等

--成本低廉

--动摩擦阻力比较小

二、O型圈的表示方法GB/T342.1-1982的表示方法

O型圈表示方法

o型圈正面图

内径d1× 线径d2 。执行国标GB3452.1–82

比如：O形圈 20*2.4，Ⅱ-2 GB1235-76 中，20 代表大圈内径为20毫米，2.4 代表胶圈的截面直径是2.4毫米，Ⅱ-2 代表使用的橡胶种类，GB1235 代表的是标准号，76 代表的是标准公布年代。

GB/T3452.1-2005的表示方法

比如： O形圈 7.5×1.8-G-N ，

7.5——内径

1.8——断面直径

G——系列

N——等级

材料采用HG/T2579-2008的方法

JB/T7757.2-2006机械密封用O形圈的表示方法

比如： O形圈 7.5×1.8-G-N ，

7.5——内径

1.8——断面直径

G——系列

N——等级

材料：P——丁腈橡胶，E——三元乙丙橡胶等。

三、o型密封圈沟槽尺寸（单位：mm）截面直径w

径向动态和静态

仅限于轴向密封

半径

沟槽深度

e1+0.06

沟槽宽度

沟槽深度

e2+0.2

沟槽宽度

g+0.2

无挡圈

有挡圈

g0+0.2

挡圈

g1+0.2

挡圈

g2+0.2

1.20

1.25

1.52

1.78

1.80

1.90

2.40

2.62

3.50

3.53

5.33

5.70

7.00

8.40

0.80

1.00

1.20

1.45

1.65

2.00

2.25

3.10

4.70

5.00

6.10

7.50

1.40

1.80

1.90

2.20

2.50

2.90

3.10

4.20

6.20

6.70

8.20

9.70

2.90

3.60

3.90

4.30

4.50

5.60

7.90

8.40

10.70

12.20

3.90

5.00

5.30

5.70

5.90

7.00

9.60

10.10

13.20

14.70

0.65

1.85

1.00

1.20

1.40

1.70

1.90

2.70

4.30

4.60

5.80

6.90

1.40

1.80

2.10

2.40

2.50

3.20

3.60

4.80

7.10

7.70

9.50

11.70

0.20

0.40

0.50

0.60

1.00

1.20

1.50

2.00

0.20

0.30

0.40

0.60

0.90

如果需要有较大的膨胀，沟槽宽度可增大20%

四：O型圈材质分类对照及优缺点：1.天然橡胶 NR

(Natural Rubber) 由橡胶树采集胶乳制成，是异戊二烯的聚合物。具有很好的耐磨性、很高的弹性、扯断强度及伸长率。在空气中易老化，遇热变黏，在矿物油或汽油中易膨胀和溶解，耐碱但不耐强酸。 • 是制作胶带、胶管、胶鞋的原料，并适用于制作减震零件、在汽车刹车油、乙醇等带氢氧根的液体中使用的制品。

2.丁苯胶 S B R

(Styrene Butadiene Copolyme) 丁二烯与苯乙烯之共聚合物，与天然胶比较，质量均匀，异物少，但机械强度则较弱，可与天然胶掺合使用。

优点：

• 低成本的非抗油性材质

• 良好的抗水性，硬度 70 以下具良好弹力

• 高硬度时具较差的压缩歪

• 可使用大部份中性的化学物质及干性、滋性的有机酮

缺点：

• 不建议使用强酸、臭氧、油类、油酯和脂肪及大部份的碳氢化合物之中。 • 广用于轮胎业、鞋业、?布业及输送带行业等。

3.丁基橡胶 IIR

(Butyl Rubber) 为异丁烯与少量 isoprenes 聚合而成，保有少量不饱合基供加硫用，因甲基的立体障碍分子的运动比其它聚合物少，故气体透过性较少，对热、日光、臭氧之抵抗性大，电器绝缘性佳；对极性溶剂如醇、酮、酯等抵抗大，一般使用温度范围为 -54~110 ℃。

优点：

• 对大部份一般气体具不渗透性

• 对阳光及臭氧具良好的抵抗性

• 可暴露于动物或植物油或是可氧化的化学物中

缺点：

• 不建义与石油溶剂，胶煤油和芳氢同时使用。 • 用于制作耐化学药品、真空设备的橡胶零件。

4.氢化丁睛胶HNBR

(Hydrogenate Nitrile) 氢化丁睛胶为丁睛胶中经由氢化后去除部份双链，经氢化后其耐温性、耐候性比一般丁睛橡胶提高很多，耐油性与一般丁睛胶相近。一般使用温度范围为 -25~150 ℃。

优点：

• 较丁睛胶拥有较佳的抗磨性

• 具极佳的抗蚀、抗张、抗撕和压缩歪的特性

• 在臭氧、阳光及其它的大气状况下具良好的抵抗性

• 一般来说适用于洗衣或洗碗的清洗剂中

缺点：

• 不建议使用于醇类，酯类或是芳香族的溶液之中。 • 空调制冷业，广泛用于环保冷媒 R134a 系统中的密封件。

• 汽车发动机系统密封件。

5.乙丙胶 EPDM

(Ethylene propylene Rubber) 由乙烯及丙烯共聚合而成主链不合双链，因此耐热性、耐老化性、耐臭氧性、安定性均非常优秀，但无法硫磺加硫。为解决此问题，在 EP 主链上导入少量有双链之第三成份而可硫磺加硫即成 EPDM ，一般使用温度范围为 -50~150 ℃。对极性溶剂如醇、酮、乙二醇及磷酸脂类液压油抵抗性极佳。

优点：

• 具良好抗候性及抗臭氧性

• 具极佳的抗水性及抗化学物

• 可使用醇类及酮类

• 耐高温蒸气，对气体具良好的不渗透性

缺点：

• 不建议用于食品用途或是暴露于芳香氢之中。 • 高温水蒸汽环境之密封件。

• 卫浴设备密封件或零件。

• 制动 ( 刹车 ) 系统中的橡胶零件。

• 散热器 ( 汽车水箱 ) 中的密封件。

6.丁睛胶 NBR

(Nitrile Rubber) 由丙烯睛与丁二烯共聚合而成，丙烯睛含量由 18%~50% ，丙烯睛含量愈高，对石化油品碳氢燃料油之抵抗性愈好，但低温性能则变差，一般使用温度范围为 -25~100 ℃。丁睛胶为目前油封及 O 型圈最常用之橡胶之一。

优点：

• 具良好的抗油、抗水、抗溶剂及抗高压油的特性。

• 具良好的压缩歪，抗磨及伸长力。

缺点：

• 不适合用于极性溶剂之中，例如酮类、臭氧、硝基烃， MEK 和氯仿。 • 用于制作燃油箱、润滑油箱以及在石油系液压油、汽油、水、硅润滑脂、硅油、二酯系润滑油、甘醇系液压油等流体介质中使用的橡胶零件，特别是密封零件。可说是目前用途最广、成本最低的橡胶密封件。

7.氯丁胶 CR

(Neoprene 、 Polychloroprene) 由氯丁烯单体聚合而成。硫化后的橡胶弹性耐磨性好，不怕阳光的直接照射，有特别好的耐大气老化性能，不怕激烈的扭曲，不怕二氯二氟甲烷和氨等制冷剂，耐稀酸、耐硅酯系润滑油，但不耐磷酸酯系液压油。在低温时易结晶、硬化，贮存稳定性差，在苯胺点低的矿物油中膨胀量大。一般使用温度范围为 -50~150 ℃

优点：

• 弹性良好及具良好的压缩变形。

• 配方内不含硫磺因此非常容易来制作

• 具抗动物及植物油的特性

• 不会因中性化学物，酯肪、油脂、多种油品，溶剂而影响物性

• 具防燃特性

缺点：

• 不建议使用强酸、硝基烃、酯类、氯仿及酮类的化学物之中。 • 耐 R12 制冷剂的密封件。 • 家电用品上的橡胶零件或密封件。

• 适合用来制作各种直接接触大气、阳光、臭氧的零件。

• 适用于各种耐燃、耐化学腐蚀的橡胶制品。

8.氯磺化聚乙烯胶CSM

(Hypalon 、 Polyethylene) 氯磺化聚乙烯为杜邦公司专利的合成橡胶。耐热性、耐候性、耐臭氧性均佳；耐酸性也佳，常用于耐氧化性药品 ( 硝酸、硫酸 ) 之处，一般使用温度范围为 -45~120 ℃。

优点：

• 对臭氧、氧化及火焰都有不错的抵抗性

• 物性和氯丁胶相似且拥有较佳的抗酸性

• 极佳的抗磨蚀性

• 拥有和丁睛胶相同的低磨擦表面

• 对于油剂及溶剂的抵抗性介于丁睛胶及氯丁胶之间

• 建议使用水中来防渗漏

缺点：

• 不建议暴露于浓缩的氧化酸、硝基烃、酯类、酮类及芬香氢。

9.硅橡胶 SI

(Silicone Rubber) 硅胶主链由硅 (-si-o-si) 结合而成。具有极佳的耐热、耐寒、耐臭氧、耐大气老化。有很好的电绝缘性能。抗拉力强度较一般橡胶差且不具耐油性。优点：

• 经调制配方后抗张强度可达 1500PSI 及抗撕裂性可达 88LBS

• 弹性良好及具有良好的压缩歪

• 对中性溶剂具有良好的抵抗性

• 具极佳的抗热性

• 具极佳的抗寒性

• 对于臭氧及氧化物的侵蚀具极佳的抵抗性

• 极佳的电绝缘性能

• 隔热、散热性佳

缺点：

• 不建议使用于大部份浓缩的溶剂、油品、浓缩酸及经稀释后的氢氧化钠之中。 • 家用电器行业所使用的密封件或橡胶零件，如电热壶、电烫斗、微波炉内的橡胶零件。

• 电子行业的密封件或橡胶零件，如手机按键、 DVD 内的减震垫、电缆线接头内的密封件等。

• 与人体有接触的各式用品上的密封件，如水壶、饮水机等。

10.硅氟橡胶 FLS

(Fluorinated Silicone Rubber) 硅氟橡胶为硅橡胶经氟化处理，其一般性能兼具有氟橡胶及硅橡胶的优点；其耐油、耐溶剂、耐燃料油及耐高低温性均佳，一般使用温度为 -50~200 ℃。

优点：

• 适用于特别用途，如要求能抗含氧的化学物、含芳香氢的溶剂及含氯的溶剂的侵蚀。

缺点：

• 不建议暴露于煞车油，酮类及胼的溶液中 • 太空机件上。

11.氟橡胶 FPM

(Fluoro Carbon Rubber) 分子内含氟之橡胶，依氟含量 ( 即单体构造 ) 而有各种类型。目前广用的六氟化系氟橡胶最早由杜邦公司以 ”Viton” 商品名上市。耐高温性优于硅橡胶，有极佳的耐化学性、耐大部分油及溶剂 ( 酮、酯类除外 ) 、耐候性及耐臭氧性；耐寒性则较不良，一般使用温度范围为 -20~250 ℃。特殊配方可耐低温至 -40 ℃。优点：

• 可抗热至 250 ℃

• 对于大部份油品及溶剂都具有抵抗的能力，尤其是所有的酸类、脂族烃、芳香烃及动植物油

缺点：

• 不建议使用于酮类，低分子量的酯类及含硝的混合物。 • 汽车、机车、柴油发动机及燃料系统。

• 化工厂的密封件。

12.全氟橡胶FFPM

(Perfluoroelastomer)

优点：

• 最佳耐热特性

• 优异的抗化学特性

• 低Outgassing 特性

• 优异之抗Plasma特性

缺点：

• 耐低温特性较差

• 原料价格较高

• 生产难度较高 • 全氟系列产品广泛地运用于半导体产业及信息相关产业所运用, 运用范围包含薄膜制程中之PVC, CVD及蚀刻制程及各种高真空密封制程。

13.丙烯酸酯橡胶ACM

(Polyacrylate Rubber) 由 Alkyl Ester Acrylate 为主成份聚合而成之弹性体，耐石化油、耐高温、耐候性均佳，在机械强度、压缩变形率及耐水性方面则较弱，比一般耐油胶稍差。一般使用温度范围为 -25~170 ℃。

优点：

• 适用于汽车传动油之中

• 具良好的抗氧化及抗候性

• 具抗弯曲变型的功能

• 对油品有极佳的抵抗性

• 适用于汽车传动系统及动力方向盘之中

缺点：

• 不适用于热水之中

• 不适用于煞车油之中

• 不具耐低温的功能

• 不适用于磷酸酯之中 • 汽车传动系统及动力系统密封件。

14.聚氨酯橡胶 PU

(Urethane Rubber) 聚氨酯橡胶机械物性相当好，高硬度、高弹性、耐磨耗性均是其它橡胶类所难相比；耐老化性、耐臭氧性、耐油性也相当好。一般使用温度范围为 -45~90 ℃。

优点：

• 耐磨、耐高压

缺点：

• 不耐高温 • 工业上耐高压、耐磨密封件，如液压缸密封件。

• 高压高荷电系统

材料表

材料名称

化学描述

英文缩写

英文别名

丁腈胶

丙烯腈－丁二烯橡胶

NBR

Buna-N

氢丁腈胶

氢化丙烯腈－丁二烯橡胶

HNBR

三元乙丙胶

乙烯－丙烯－二烯橡胶

EPDM

EP,EPT,EPR

氯丁二烯

氯丁二烯橡胶

Neoprene

硅胶

硅树脂橡胶

WMQ

PVMQ

氟硅氧烷

氟硅酮橡胶

FVMQ

丙烯酸酯

丙烯酸酯橡胶

ACM

乙烯丙烯酸

乙烯－丙烯酸橡胶

AEM

Vamac

苯乙烯-丁二烯

苯乙烯-丁二烯橡胶

SBR

聚亚安酯

聚酯/聚醚氨酯

AU/Eu

AU/EU

天然橡胶

材料性能对比

基本性质

NBR

HNBR

EPDM

FKM

ACM

AEM

SBR

AU/EU

VMQ

FVMQ

总体性能

抗压性

韧性

抗力

抗扯断强度

抗臭氧性能

抗油性

抗燃性

抗水性质

抗气体侵蚀性

耐磨性

高温（标准，ºF）

212

300

390

250

350

300

212

390

400

220

高温（特殊，ºF）

250

480

低温（标准，ºF）

-22

-60

-40

-65

-75

-60

低温（特殊，ºF）

-60

-40

-30

O型圈材料的选择用作O形圈的材料有丁腈橡胶、羧酸腈、氟橡胶、乙丙橡胶、氢化丁腈橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、氟硅橡胶、聚氨酯、氯醇橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、天然橡胶、乙烯/乙丙酸橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、全氟橡胶等等。同样一种橡胶由于配方的不同，性能指标也有较大的变化。所以在材料栏中简单地填写丁腈橡胶或丁腈-40是不准确的。用于O形圈的材料化工部有专门的标准，如：HG/T 2579-1994、HG/T 2021-1991、HG/T 2333-1992、HG/T 3089-2001、HB 5290-1991等。HG/T 2579-1994专门去掉了材料的具体类别，只给出了材料的一些性能指标。关于材料的选择参见表1。

O形圈硬度的选择O形圈硬度的选择是比较重要的。如某电站水泵水轮机硬度为70（Shore）密封圈，常常剥落，甚至横向切断，后采用85～90（Shore）的密封圈，效果理想。

硬度低，安装方便，但容易出现剥落、安装损伤、挤出甚至压力爆炸。硬度过高，安装不方便。

通常O形圈硬度40～90 IRHD，但在使用中一般70 IRHD是比较合适的，对于硅橡胶是例外，一般使用60 IRHD。