O型環應用

O型環的用途：
針對O型環的應用，大致可分為運動用、平面固定用及圓筒固定用。
當使用平面固定用時，必須注意到由凸緣面所承受之壓力的產生，進而引起壓扁邊的減少和考量螺栓的伸長等情形。
因其為與徑方向成直角壓縮，故平面固定法需比運動用及圓筒固定用留下更多壓扁邊。
而使用圓筒固定用時，則留下與一般運動用O型環同樣大的壓扁邊。
 
O型環既可以作為密封元件，又可以用於液壓滑動密封和防塵圈的施力元件，因此廣泛應用於各種應用領域當中。
工業領域中，無論是用於維修或維護單個密封元件，還是諸如航空航天、汽車工業和通用工業等要求品質保證的應用中，沒有不使用O型環。
 
O型環在靜態密封應用中占據著主導地位如下：
➤ 徑向靜態密封，如：用於軸套，密封蓋，管道，油缸等密封。
➤ 軸向靜態密封，如：用於法蘭，平板和端蓋等密封。

對於動態應用，O型環僅推薦用於中等負荷工況。受速度和壓力的限制，O型環一般用於如下：
➤ 低負載工況下，往返運動的活塞、活塞杆和柱塞等密封。
➤ 在軸、心軸和旋轉動力輸入軸上作低速旋轉和螺旋運動時密封。


 

密封作用原理

O型環是一種雙向密封元件。
如下圖圖1所示，當系統壓力作用於O型環所產生的力，就是其總的密封力；該密封裡隨著系統壓力的升高而增大。
在壓力作用下，O型環的形狀和具有高表面張力的液體相仿，壓力朝各個方向等值傳遞。
當安裝時，O型環在徑向或軸向的初始壓縮量，決定了O型環的初始密封能力。
 

1. O型環安裝至溝槽中
2. O型環壓縮（確定擠壓）
3. 橡膠的反彈力（表面壓力）作用產生
4. 氣體/液體的密封效果


 圖①　受壓和不受壓時，O型環的密封力

 

不同槽形的密封原理

O形密封圈的裝置，隨著不同的壓力所產生不同的變化。當低壓時，O型環本身的彈性會形成自封的情形。而當流體壓力逐漸升高時，O型環則會被擠出於槽外形成破壞，產生洩漏原因。
因此為提高O型環的耐壓及耐久性，併用輔助環不但可保護O型環，亦可防止O型環的損壞。
 
以下分析在不同壓力中，三種槽形所形成的密封作用：
① 當無壓力時，將O型環留壓扁邊於槽中，加壓過程中，O型環的質料彈性以達成密封作用。
② 以1.5kg/cm² (1500 Psi) 加壓時，隨著壓力的增加，其形變就越甚，O型環移動至一側，堵塞蓋槽所餘之間隙，變成一Ｄ形，以達成密封效用。
③ 最後以210kg/cm² (3000 Psi) 加壓O型環時，壓力超過約3000psi，O型環會擠壓入間隙影響其效率與功能，形成破壞進而產生洩漏的原因。因此為提高O型環的耐壓、耐久性，使用具有保護O型環的背托環，防止O型環的損壞提高其效用。


圖② 三種槽形受壓表示圖