如何正确安装O形密封圈

在机械设备中，密封件是必不可少的，它主要起着阻止介质泄漏和防止污物侵入的作用。在装配中要求其所造成的磨损和摩擦力应尽量地小，但需要能长期地保持密封功能。

任务引入

按图4-1所示图样的要求，制定装配工艺，并填写在表4-1中；规范完成该项目装配任务。任务装配完成后，螺纹连接紧固，位置、尺寸等符合图样要求。

图4-1　O形密封圈装配实物及图样

续图4-1

表4-1　工序卡

工艺分析

O形密封圈装配如图4-1所示，装配工艺具体分析如下：

（1）垫圈把直角支座固定在底板上的，用T形块螺母、螺柱、螺母固定；

（2）端盖与套杯之间用O形密封圈进行密封；

（3）用无酸凡士林润滑O形密封圈，这样可使O形密封圈更易于装入，同时使其有良好润滑、防止磨损；

（4）将端盖装入套杯的圆柱孔中，并用螺钉将其固定。注意：应均匀地拧紧螺钉，因为只有这样才能使密封圈正确地滑入圆柱孔内。

任务实施

1.装配前准备

1）工、量具准备

O形密封圈装配，需要工、量具如表4-2所示。

表4-2　O形密封圈装配工、量具清单

2）零部件修整与清洗

检查装配件，对有缺陷的装配件，利用锉刀修锉缺陷部位。修整完成后，擦拭清理各装配部件，并按5S要求，进行分区摆放，做好相应的防护措施。

3）测量、检查沟槽及油封的所有尺寸

（1）测量图4-2所示各项，以确定O形密封圈沟槽的深度（E）、端盖轴颈直径（D）、沟槽直径（心，安装孔的直径（d））；

图4-2　O形密封圈沟槽的尺寸

（2）测量沟槽宽度（F）；

（3）精确地检验沟槽表面质量；

（4）检查O形密封圈上是否有损伤，并检查其尺寸。

将所得测量值记入表4-3中。

表4-3　测量值

2.装配要求

按装配图样进行装配，并按装配要求，调整相应的装配件，达到图样规定的位置精度、尺寸精度等要求。

O形密封圈装配要求如下：

（1）需要用无酸凡士林润滑O形密封圈；

（2）安装O形密封圈时，将O形密封圈放入端盖的沟槽内，并防止O形密封圈发生扭曲变形；

（3）安装端盖时，将O形密封圈装入套杯的圆柱孔中，并用螺钉将其旋紧。

3.装配注意事项

装配过程中应规范操作，正确使用工、量具，并严格执行5S要求。O形密封圈装配需要注意事项如下：

（1）确保使用的工具没有锋利的边缘；

（2）注意检查密封槽是否有毛刺；

（3）确保O形密封圈不被扭曲；

（3）使用辅助工具来安装O形密封圈，并确保正确的定位；

（4）安装螺钉时，应该是对称的，按照螺钉拧紧的方向顺序拧紧螺钉。

4.装配质量检测与任务评价

1）装配质量检测

O形密封圈装配完成，其质量检测配分情况如表4-4所示。

表4-4　O形密封圈装配质量检测表

2）任务评价

完成装配任务，综合评价如表4-5所示。

表4-5　装配任务综合评价表

续表

知识链接

在机械设备中，密封圈是必不可少的密封件，它主要起着阻止介质泄漏和防止污物侵入的作用。在装配中要求其所造成的磨损和摩擦力应尽量地小，但要能长期地保持密封功能。

密封件可分为两大主要类型，即静密封件和动密封件。静密封件用于被密封零件之间无相对运动的场合，如密封垫和密封胶。动密封件用于被密封零件之间有相对运动的场合，如油封和机械式密封件。

O形密封圈是截面形状为圆形的密封元件，如图4-3所示。图中d为O形密封圈内径，ω为O形密封圈截面直径。大多数的O形密封圈由弹性橡胶制成，它具有良好的密封性，是一种压缩性密封圈，同时又具有自封能力，所以使用范围很宽，密封压力从1.33×10-5Pa的真空到400MPa的高压（动密封为35MPa）。如果材料选择适当，温度使用范围可达-60℃～+200℃。在多数情况下，O形密封圈是安装在密封槽内的，其结构简单，成本低廉，使用方便，密封性不受运动方向的影响，因此得到了广泛的运用。

1.O形密封圈密封的原理

O形密封圈的作用是将被密封零件结合面间的间隙封住或切断泄漏通道，从而使被堵塞的介质不能通过O形密封圈。这样的密封原理既能应用在动态场合下，又能应用在静态场合下。在动态场合下，O形密封圈可应用于滑动和旋转运动中，所以O形密封圈是一种极为通用的密封元件。(www.xing528.com)

图4-3　O形密封圈

作为静密封件，如图4-4所示，为了保证良好的密封效果，O形密封圈应有一定的预压缩量，预压缩量的大小对密封性能影响较大。过小时密封性能不好，易泄漏；过大时则压缩应力增大，容易使O形密封圈在密封槽中产生扭曲，加快磨损，缩短寿命。预压缩量通常为15%～25%，但其在径向安装和轴向安装时还稍有不同。作为动密封件，如图4-5所示，其预压缩量为8%～20%，但用于液体介质和气体介质时摩擦力稍有不同。在应用中，具有较小截面的O形密封圈应比较大截面的O形密封圈的预压缩量更大一些，以适应密封槽较大的尺寸公差。

图4-4　静密封件

综上所述，只要O形密封圈的预压缩量正确，即可形成一个可靠的密封。此外，在液压油缸中，O形密封圈又受到油压作用而发生变形，并被挤压到堵塞液体泄漏通道的一侧，紧贴槽侧和缸的内壁，从而使密封作用加强，如图4-6所示。随着油压的增加，密封性能越好（一般称这种性能为自封性）。

2.O形密封圈的永久性变形

O形密封圈在外加载荷或变形去除后，都具有迅速恢复其原来形状的能力。但是在长期使用以后，几乎总有某种程度的变形仍然不能恢复，这种现象称为“永久性变形”。由此，O形密封圈的密封能力下降。为了衡量O形密封圈的“残余弹性”，常用永久性变形来表示O形密封圈的密封能力和恢复至其原有厚度的能力。永久性变形用百分率来表示

图4-5　动密封件

图4-6　O形密封圈的密封

C={（t0-t1）/（t0-ts）}×100%

式中：C为O形密封圈的永久性变形；t0为O形密封圈未受工作压力时的初始直径；ts为O形密封圈受工作压力后的截面厚度；t1为O形密封圈在工作压力去除后的截面厚度。

C值越小，密封效果越好。图4-7所示的为O形密封圈的永久性变形。当温度升高时，压缩性永久变形的值也将增加。

图4-7　压缩性永久变形

O形密封圈的弹性橡胶越软，密封圈调节自身适应密封面的能力越佳，特别是在低压情况下，密封能力越强；O形密封圈的化合物越软，则使O形密封圈变形所需的力越小；在动态情况下，软弹性橡胶的摩擦因数比硬的化合物的摩擦因数大，但后者在具有与弹性橡胶密封圈有相同变形时所需的压力也较大；温度升髙时，弹性橡胶会变得更软，并随使用时间的延长会发生硬化现象，这是弹性橡胶老化的结果（硫化过程进展缓慢）。

3.O形密封圈的挤入缝隙现象

对于一定硬度的橡胶，当介质压力过大或密封零件之间的间隙过大时，都可能发生O形密封圈被挤入间隙内的危险，从而导致O形密封圈的损坏，失去密封作用，如图4-8所示。所以，O形密封圈的压缩量和间隙宽度都是十分重要的参数。

图4-8　O形密封圈的损坏

密封的间隙宽度应由介质压力来确定。如果介质压力增大，则允许使用间隙宽度应相应减小。当然，也可以改用硬度较高的橡胶密封圈，同样可以有效地防止O形密封圈被挤入间隙。还可以使用挡圈来阻止O形密封圈挤入间隙现象，如图4-9所示。

图4-9　挡圈

4.O形密封圈的储存

根据弹性橡胶的类型，硫化O形密封圈的储存期为3～20年。但在实际操作中，若能加强检查，储存期还可更长些。

下面是有关储存的一些建议：

（1）环境温度不超过250℃；

（2）环境应干燥；

（3）防止阳光和含紫外线的灯光照射；

（4）空气特别是含臭氧的空气易使橡胶老化，所以应将O形密封圈储存于无流动空气的场所，且储存处禁止有臭氧产生的设备存在；

（5）储存期间，避免与液体、金属接触；

（6）O形密封圈在储存时应不受任何力作用，例如严禁将O形密封圈悬挂在钉子上。

5.O形密封圈密封装置的倒角

在设计O形密封圈的密封装置时，最为重要的是对杆端或孔端采用10°～20°的倒角，这样可防止在装配时损坏O形密封圈，如图4-10所示。为防止装配时O形密封圈通过诸如液压阀内的孔口时产生挤坏现象，也必须将孔口倒角或倒圆，如图4-11所示。

图4-10　正确的倒角

图4-11　液压阀内的倒角和倒圆

6.润滑

装配时，无论O形密封圈是用于静态或动态条件，O形密封圈和金属零件都必须有良好的润滑。由于某些润滑剂对有些橡胶产品有不良影响（可造成膨胀或收缩），所以建议采用惰性润滑剂。例如，专用合成油脂“Silubrine”适用于装配NBR（丁腈橡胶）、FPM（氟橡胶）、EP（环氧树脂）和MVQ（硅橡胶）等。所有以矿物油、动物油、植物油或脂为基础的润滑剂，都绝对不适用于O形密封圈的润滑，特别是EP橡胶中。

7.O形密封圈的装配和拆卸工具

在许多装配实践中，O形密封圈的装配和拆卸成了难题。大多数情况是O形密封圈的位置难以接近或尺寸太小，因此，如果没有好的工具，操作几乎就不可能进行。在此介绍一种“O形密封圈装配和拆卸工具套件”（见图4-12），它可使O形密封圈的装配与拆卸较易进行。这套工具由能防止多种液体侵蚀的不锈钢制成，以防止多种液体的侵蚀。

图4-12　O形密封圈装配与拆卸工具套件

（1）尖锥：如图4-13所示，此工具用于将小形O形密封圈从难以接近的位置上拆卸下来。但尖锥容易损坏O形密封圈，故适用于不重要的场合。

图4-13　尖锥

（2）弯锥：如图4-14所示，这种弯锥用于将O形密封圈从难以接近的位置中拆卸下来。操作时，将此工具放入沟槽内，同时转动手柄并将手柄推向孔壁，从而将O形密封圈从沟槽中拆卸出来。

（3）曲锥：如图4-15所示，这种曲锥用于将O形密封圈从沟槽中拆卸下来，也用于将O形密封圈拉入沟槽内。

（4）装配钩：如图4-16所示，此工具用于将O形密封圈放入沟槽内。操作时，首先必须将O形密封圈推过沟槽；再用此工具的背将O形密封圈的一部分推入沟槽内，然后用其尖端将O形密封圈的另一部分完全地安装到位。

（5）镊子：此工具适用于不易用手对O形密封圈进行润滑的场合。该工具可以将O形密封圈浸入液体润滑剂中，并将其送至需密封的地方。

（6）刮刀：如图4-17所示，此工具适用于拆卸接近外表面处的O形密封圈，也可用于将O形密封圈放入沟槽中和向已安装的O形密封圈添加润滑剂。

图4-14　弯锥

图4-15　曲锥

图4-16　装配钩

图4-17　刮刀