O型环基础手册
关于O型圈的一切
这是一本O形环基础手册，将帮助您了解O形环密封的基础知识。弹性体与工程师使用的其他材料不同。例如，塑料或金属部件在明显变形时最有可能失效。当谈到O形环时，为了使其正常工作，它必须变形。事实上，没有拉伸和挤压的O形环对于应用程序来说是错误的O形环。
O形环的定义
O形圈是一种甜甜圈状的物品，通常由弹性橡胶制成。O形环密封的目的是防止不必要的气体或流体的泄漏或损失，它是最常用的密封形式。
O形环的定义:
O形环的相对面被压在压盖的面之间。随后在压盖内的零间隙保证了有效的密封，防止流体或气体流过压盖。
O型环制造工艺
有两个标准生产流程用于制造橡胶O形圈:
- 压模工艺(CM工艺)-在合模前将材料手动放入模具中。这种工艺特别适合较大的尺寸和较小的数量，因为它非常耗时。
- 注射成型工艺(IM工艺)-将材料自动注射到模具(工具)中，模具有各种O型环空腔。这是一种适用于小尺寸和大批量的工艺。
弹性体
弹性体是聚合物，是由许多亚基组成的大分子(或大分子)。在希腊语中，聚合物实际上意味着“许多部分”(poly-，“许多”+ -mer，“部分”)。这些聚合物相互连接，组成一个交叉连接的网络。因此，它们表现出典型的弹性和橡胶特征。这种原材料被称为橡胶，要么是从生产这种物质的植物中获得，要么是人工合成的。
橡胶的硫化
硫化对弹性体有什么影响?
硫化导致聚合物链的化学交联的形成。这是为了确保在力被移除后，分子恢复到原来的形状。这就是O形环保持其形状的方式，如果它被拉伸得太多，就会导致化学键断裂。
上面的图表展示了聚合物链。M代表单体。前两条链代表静止的聚合物链。第三个表示施加的力，链条被拉伸。最后一个图表表示聚合物链在力被移除后恢复到原来的形状。
为什么O形环有效?
一个合理设计的密封系统包括一定程度的初始O形环挤压。只有被挤压的O形环的弹性才能保证在大气压下的密封。然而，当系统应力激活密封时，O形环被压在压盖的低压一侧。O形环填充直径间隙，防止任何额外的泄漏。
压力和许多其他因素决定了密封的效率。
维的考虑
- 内径(id)
为了提供有效的密封，O形环的内径(I.D.)必须小于活塞槽直径。这是因为O形环需要稍微拉伸，所以它非常适合凹槽。上述拉伸需要在1 - 5%之间，在大多数安装中，理想的拉伸为2%。不建议拉伸超过5%，对密封件造成的压力会减小截面，并导致过早老化。在需要较少摩擦和允许一些泄漏的安装中，O形环可以自由地坐在或“漂浮”在凹槽中。
O形圈内径计算公式如下:
- 截面(C.S.)
为了计算O形环的截面(C.S)，必须考虑压盖的大小和压缩量，以实现有效的密封。直径间隙是一个压盖的两个配合表面之间的间隙。实际上，所有的压盖都有直径间隙，因此，对于O形环截面来说，大于压盖高度是至关重要的。因此，压缩的O形环堵塞了直径间隙，从而防止了泄漏。
最大截面计算
O形环最小截面的计算
O形环基础手册- O形环简介
材料的考虑
在选择了正确的O形圈尺寸之后，接下来就是选择正确的O形圈材料的时候了。我们的材料性能指南列出了许多弹性体材料，它包括描述，商品名称，特性和阻力，主要用途，温度范围，肖氏硬度，可用的规格和限制。在购买印章之前，必须考虑到上述所有因素。
化学攻击注意事项
特殊橡胶的抗退化暴露于各种化学物质是O形圈材料选择的另一个主要考虑因素。为了确保最佳的耐腐蚀性，将O形环材料与应用化学品相匹配是至关重要的，这是选择O形环材料的第一步。
温度因素
在考虑有效密封时，必须考虑整个工艺/操作过程中遇到的温度范围。测量相邻O环环境中的温度而不是系统温度尤为重要。此外，必须考虑暴露在任何高温下的持续时间，无论暴露时间是短(间歇)还是长(持续)。
硬度计的考虑
硬度计(肖尔A硬度)是橡胶元件硬度的测量方法。肖氏A硬度的数值测量从较软的材料(编号较低，小于70)到较硬的材料(编号较高，大于70)。例如，标准FKM / FPM这种分级技术的目的是在±5分的范围内操作。并非所有材料均可提供所有硬度，请参阅材料特性指南。
压力的考虑
O形环上的高压会威胁到它的密封能力，压力降低也会威胁到它。如果系统压力低于100psi，则系统压力为低。这是由于系统压力不够高，无法“激活”密封。这种设计应该完全依靠橡胶的弹性来保持其初始的压力强度。
最终，橡胶将不能承受同等的应力，并采取压缩集，从而造成可能的破坏。通过正确的组件设计，包括增加密封截面和/或降低密封硬度，可以获得最大的密封功能。
摩擦因素
在动态(移动)装置中，可以观察到两种类型的摩擦:
- 漏压摩擦——部件的间歇运动可能会产生过高的压力，这些压力会撕裂粘在压盖壁上的密封部分，从而导致密封失效。
- 运行摩擦-组件的持续运动可能导致密封材料中的热量积聚。这会导致膨胀，从而导致更多的热量积聚，从而导致挤压和失效。
O型环基础手册-总结
O形环的正确选择是许多设计考虑的直接结果，以获得最佳的密封性能。这些考虑因素包括尺寸、压缩、拉伸、化学相容性以及耐压力、温度和摩擦力。通常情况下，有各种各样的材料可以适用于特定的应用，因此，重要的是要考虑价格和环境因素的全面选择。最终的选择将是上述所有考虑因素之间的平衡。
O环的优点
- 能够在较宽的温度、压力和耐受范围内密封
- 适应性强，用途广泛
- 简单、经济、可靠
- 重量轻，体积小
- 尺寸和格栅的标准化
- 不需要任何特殊的安装工具或底漆
- 天生的韧性为海豹提供了条件
- 失败容易识别且通常是渐进的
- 不太可能导致结构损坏，拧紧时没有临界扭矩
- 正确安装的寿命长度与O形圈材料的正常老化周期相匹配
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