美國POSI-FLATE密封圈設計原理

密封技術是一門相對較復雜的技術，主要應用于液壓系統(tǒng)，水泵系統(tǒng)及其它工業(yè)技術方面。在玩具業(yè)中，以橡膠圈密封為主要形式，尤以O形圈密封使用，對體積較大，密封面積較大的玩具，也常使用U形及V形密封圈并輔以密封油的形式來實現(xiàn)。 O形圈密封  1. O形圈密封的范圍及優(yōu)缺點  O形圈密封是典型的擠壓型密封形式，其應用范圍廣，結構簡單，主要用在要求靜密封的工作條件下。

當然，也可用于動密封，但因容易產(chǎn)生扭曲等原因，只能用在較輕載工況下，如活塞型的往復運動，如要用O形圈密封的話，一般必須要控制好其壓縮量或使用彈性擋圈才可保證一定的使用壽命。  所以，O形圈一般只用在靜態(tài)密封或輕載的往復運動動態(tài)密封情況下。  O形密封圈的設計要點 ① 壓縮量設計要得當  O形圈的壓縮量一般根據(jù)經(jīng)驗來確定，因其所受影響因素較多，如硬度，溝槽尺寸等，對靜密封通常在圓柱表面的壓縮率為10%~20%左右，而在平面上的壓縮量取15%~25%，如在動密封狀態(tài)下，由于受馬達扭力或對人手操作力的限制

需加密封潤滑油或合理調整壓縮量，一般壓縮量為6%~10%。壓縮量僅為經(jīng)驗數(shù)據(jù)，要根據(jù)實際功能要求調整。 ② 選擇合適的材料及硬度  一般來說，受壓越高，要使用較硬一些的橡膠圈，或者加大壓縮量也可達到相同效果，一般使用的橡膠材料有NBR、SBR、SI-RUBBER等，硬度一般在40°~80°左右范圍，O形圈材料選擇要注意以下要求： a. 能抵抗介質的侵蝕作用(如腐蝕、溶脹、溶解等)。 b. 抗老化能力強，在工作溫度下要穩(wěn)定可靠。  c. 耐磨性好，彈性好，在一定的硬度，壽命時間內壓縮變形小

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丁腈橡膠(NBR) 礦物油、汽油、苯  80 -30~120   氯丁橡膠(CR) 空氣、水氧 80 -40~120 運動時應注意 丁基橡膠(IIR) 動植物油、弱酸堿 80 -30~110 *變形大，不適用礦 物油  丁苯橡(SBR) 堿、動植物油、水、 空氣  80 -30-~110 不適用礦物油 天然橡膠(NR) 水弱酸堿  60  -30~90 不適用礦物油 硅橡膠(SI) 高低溫油、動植物油、 礦物油、氧、弱酸堿 -60~260  -60~260 不適用蒸氣、運動部位 避免使用 氯磺化聚乙烯 (CSM) 高溫油、氧、臭氧  100 -10~150 運動部位避免使用 聚氨脂橡膠(AU) 水、油  60 -30~80 耐磨、避免高速使用  氟橡膠(FPM) 熱油、蒸氣無機酸、 150 -20~200   聚乙四氟烯(PTFE) 酸堿、各種溶劑-100~260  不適用于運動部位溝槽的設計    常見的溝槽有矩形、三角形、半圓形、燕尾形、以矩形使用較多。

 矩形槽適用于靜密封和各種動密封場合，如壓力來自于內徑方向，則溝槽外徑尺寸須與O形圈外徑相等，如壓力來自外徑方向；則溝槽內徑尺寸要與O形圈內徑相等，而一般密封圈與溝槽的間隙在0.20mm以下。    另，為方便O形圈裝入式運動時不致?lián)p壞，溝槽的端部應倒角，尺寸隨溝槽尺寸大小而定。槽底及兩側要平整、光滑以保證其密封性能。 ④密封圈壓蓋的固定螺絲要分布均勻，使周邊受力平衡。 3. 使用O-RING的注意事項  ① 要注意使用合理的壓縮量，壓縮量過大會損傷O-RING，而過小會產(chǎn)生泄漏。不能一味地加大壓縮量，壓縮越大，長時間會產(chǎn)生橡膠應力松弛而失去彈性，在較高溫度下，會使O-RING產(chǎn)生*變形從而失效。動態(tài)密封的要求和靜態(tài)密封有

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要分開處理，一般來講，動態(tài)密封為減少能量的損耗，盡量要實現(xiàn)低磨運動。例如使用低磨橡膠，(在橡膠里加入二硫化鉬、石墨等)，潤滑密封油，減小壓縮量相結合的方式等要注意溝槽的偏心度，如溝槽偏心太大，會影響密封圈的密封效果，溝槽的表面也要光滑，平直，槽口要倒角，裝入時要涂潤滑油等，防止裝配損傷。要注意O-RING材料與潤滑油的適應性，有些橡膠材料不適合礦物油，很容易老化。如NR(天然橡膠)、SBR(丁苯橡膠)等，一般NBR(丁腈橡膠)和硅橡膠較常用，但硅橡膠價格貴，不能用在有蒸氣或運動較快速的部件上 O形圈的橡膠模一定要注意尺寸精度，在設計上防止飛邊，為此用45°分模比90°分模要好一些，飛邊要控制在0.10mm以下，如發(fā)現(xiàn)品質不良，要盡快改善模具或工藝。

O形圈要在自由狀態(tài)下存放，不應受壓。要避免陽光照射，潮濕而老化。 密封設計實例  TOMY產(chǎn)品C846浴室玩具是應用密封方法較多的一款產(chǎn)品。對電池門，采用O-RING來密封。對開關制，采用密封套，壓住密封套的唇口來密封。對小箱，采用超聲焊接的方法來密封。引出的電線，用密封膠封住出線孔口。 齒輪泵(牙箱)的馬達尾部及前端用O-RING來密封，齒輪轉軸處用密封套，其頸部內徑與軸過盈0.2~0.3mm，過盈處長度不宜太長，否則磨擦阻力會很大，設計為0.6~0.7mm且在密封套內填充密封油來實現(xiàn)動態(tài)密封。  此產(chǎn)品的密封難點在動態(tài)密封上，曾多次因此處密封不良而致使水進入馬達而燒壞被退貨，而使用過大的過盈量往往會使電流嚴重超標，電機發(fā)熱而燒壞。生產(chǎn)中需嚴格控制的是密封套的頸部尺寸要，不能有偏心及批鋒，生產(chǎn)線上用塞規(guī)100%全部檢查。為減少磨擦，轉動頸部要涂潤滑油，為達安全密封，密封套V形腔內填充密封油