O-Rings如何工作

O形圈是各种静态和动态应用的最简单和最常见的密封件之一。O形环槽的设计相对简单 - 通过遵循开发的槽形状的规则来获得经济且可靠的密封。当横截面被压缩时，O形圈返回其原始形状的趋势是O形环的基本原因是制造良好的密封。

基本上，O形环密封件由弹性圆形横截面组成，进入设计的O形环槽，提供初始压缩。

压缩O形环所需的力是硬度和横截面直径的结果。O形环的张力通过减小的横截面，这减小了O形圈密封的密封压缩电位。

橡胶化合物的自然弹性为零或非常低的压力提供密封剂。通过增加径向挤出可以提高密封性能。挤出的这种增加可以具有更高的压力动态密封不良影响。

径向挤出在将其固定到位的O形环和槽之间提供摩擦。设计成变形，橡胶化合物向上流入挤出间隙，完全将其避免泄漏，直到施加的压力足以克服O形圈的摩擦和变形，进入小型挤出间隙（假设橡胶已达到其限制在压力下流动，进一步增加力将导致通过剪切或挤出的故障）。

凹槽设计成在密封百分比处提供7％至30％之间的轴的初始力。这种压缩力通常垂直于施加的力的范围。在其他轴上有一个自由的槽。

当施加压力时，O形环朝向凹槽的低压侧移动。将密封压力转移到待密封的表面上，其实际上高于施加等于初始干涉压力的量的流体压力。

增加由施加的压力引起的密封和配合表面之间干涉的应力。虽然这种情况仍然存在，但是O形环将继续正常传播并可靠地传播到数百磅的力，假设将O形圈选择为正确的尺寸，并且凹槽加工到适当的尺寸。

随着压力的增加，环形变形将被夸大，最后将环的一部分挤压到挤出间隙。如果挤出间隙太大，则从高压挤出的密封件将失效。

当压力释放在橡胶化合物上时，O形环的弹性返回其天然形状，制备类似的循环。

这些材料在正常工作温度下几乎不可能压缩并具有非常低的弹性模量。它们的形状可以改变（不是它们的体积），并且施加的径向挤压将导致沟槽穿过密封的长度的增加。

由于膨胀橡胶并由于密封流体和材料的兼容性而加热，这种增加将更大。罐必须适当尺寸，以允许橡胶化合物的最大膨胀或组分将产生非常高的应力。

当施加足够的力时，O形环将朝向低压侧移动，直到其接触表面的凹槽。额外的压力或力将使变形的O形圈朝向间隙挤压。O形环最初将变形为“D”形状。这种变形将表面接触面积的初始横截面增加70％-80％。高压下O形环的表面接触面积大约是零压力的原始几何形状的两倍。

密封挤出的可能性不限于动态应用。在静态轴向应用中，高压下的组装螺栓的张力可以打开挤出间隙，以允许泄漏。

内部压力极限由密封环的间隙和硬度（一些数据显示在上图中）。在实践中，通常为给定的环大小和应用指定间隙。如果在低温下工作，可能需要减少腺体深度以补偿环收缩，并提供所需的挤压尺寸。

在平衡的另一端的该温度下，可能希望稍微增加凹槽深度，以避免在操作温度下挤出环。这种效果在极端温度下可能是显着的，因为弹性体的热膨胀系数高于金属的系数。