三種常見橡膠材料的O型圈各有什么特點(diǎn)？

2025-02-12

（一）氟橡膠 O 型圈

氟橡膠（FKM）制成的 O 型圈其耐化學(xué)性和耐高溫性能極為突出，氟原子的存在使氟橡膠分子具備獨(dú)特的化學(xué)穩(wěn)定性。

在化工生產(chǎn)這種充滿強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑等腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，氟橡膠 O 型圈展現(xiàn)出非凡的耐受性。

例如，在硫酸、鹽酸、氫氧化鈉等腐蝕性環(huán)境里，它能長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，有效防止泄漏，保障生產(chǎn)安全。

在高溫方面，氟橡膠 O 型圈可在 200℃以上的高溫環(huán)境下持續(xù)工作。在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)高溫的燃油系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)等關(guān)鍵部位，它能承受高溫考驗(yàn)，保證系統(tǒng)密封性。

而且，氟橡膠的耐油性出色，接觸潤(rùn)滑油、燃油時(shí)不會(huì)發(fā)生膨脹、軟化等現(xiàn)象，保持良好的密封效果。這使得它在航空航天、汽車制造、石油化工等對(duì)密封要求極高的行業(yè)廣泛應(yīng)用。

然而，氟橡膠 O 型圈也有不足，其耐寒性較差，低溫環(huán)境下橡膠會(huì)變硬、變脆，彈性降低，可能影響密封性能。并且，氟橡膠價(jià)格相對(duì)較高，在一些對(duì)成本敏感的應(yīng)用場(chǎng)景中使用受限。目前我們體系主要使用氟橡膠制作航空航天器的內(nèi)部耐油密封。

（二）三元乙丙橡膠 O 型圈

三元乙丙橡膠（EPDM）是由乙烯、丙烯和少量非共軛二烯烴聚合而成。

三元乙丙橡膠 O 型圈的突出優(yōu)點(diǎn)是優(yōu)異的耐候性。無論是長(zhǎng)期暴露在紫外線輻射下，還是處于高溫、潮濕、寒冷等不同氣候條件，它都能保持良好的物理性能和密封性能。

在戶外建筑、汽車零部件的外部密封等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，如建筑門窗密封中，它能抵御陽(yáng)光照射、風(fēng)雨侵蝕，長(zhǎng)期保持門窗密封效果，提高建筑節(jié)能性。三元乙丙橡膠 O 型圈還具備良好的耐水性和一定范圍內(nèi)的耐化學(xué)腐蝕性，在水管接頭密封、游泳池設(shè)備密封等水接觸或輕度化學(xué)腐蝕環(huán)境中能穩(wěn)定工作。

此外，其價(jià)格相對(duì)親民，性價(jià)比高。不過，三元乙丙橡膠 O 型圈耐油性欠佳，接觸潤(rùn)滑油、燃油等油性介質(zhì)時(shí)容易發(fā)生膨脹、變形，影響密封效果。其耐高溫性能也不如氟橡膠，一般適用于溫度低于 150℃的環(huán)境。我們?cè)诤四芎穗姺矫娴膽?yīng)用更多些。

（三）硅橡膠 O 型圈

硅橡膠是以硅氧鍵為主鏈的彈性體，硅橡膠 O 型圈有著獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。其耐熱性和耐寒性極佳，能在 -60℃至 250℃的寬溫范圍內(nèi)保持良好的彈性和密封性能。在低溫環(huán)境下，硅橡膠不會(huì)像氟橡膠那樣變硬變脆，因此在航空航天領(lǐng)域的低溫實(shí)驗(yàn)設(shè)備或高溫發(fā)動(dòng)機(jī)的密封等需要在極端溫度條件下工作的設(shè)備中成為首選。

硅橡膠還具有良好的電絕緣性和生理惰性。在電子電器領(lǐng)域，可用于密封電子元件，防止灰塵、水分等進(jìn)入，同時(shí)保證電器絕緣性能。在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，因?qū)θ梭w組織無刺激性和無毒性，常用于植入式醫(yī)療器械或與人體接觸的醫(yī)療設(shè)備的密封，保障患者安全。

但硅橡膠 O 型圈機(jī)械強(qiáng)度相對(duì)較低，承受較大壓力或摩擦力時(shí)可能出現(xiàn)磨損、撕裂等問題，且耐油性不如氟橡膠，接觸油性介質(zhì)時(shí)需謹(jǐn)慎使用。目前我們使用過的耐溫最高的硅橡膠可以達(dá)到420℃短時(shí)，主要應(yīng)用于高溫環(huán)境。

O 型密封圈的選型設(shè)計(jì)與安裝相關(guān)問題

（一）選型設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

O 型密封圈可視為易損件，設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮其安裝位置利于拆裝，通常安裝在軸或孔的端部附近，入口處常需進(jìn)行倒角處理，如 20°×2 或 30°×2。

O 型密封圈的規(guī)格要與對(duì)應(yīng)的溝槽深度和寬度相匹配，尤其是作為動(dòng)密封時(shí)，要保證與缸體孔壁之間的摩擦力最小，且不影響密封的耐壓、防滲漏等性能。

否則，可能出現(xiàn)摩擦阻力過大、壽命下降、密封圈易擠出溝槽、撕裂或過于松動(dòng)、滲漏等問題。為增強(qiáng)密封效果，同一位置可采用多個(gè)密封圈。安裝密封圈的軸和孔之間間隙要合理，必要時(shí)可在溝槽中添加擋圈以保證安裝可靠性。

（二）安裝溝槽的深度和寬度設(shè)計(jì)

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行溝槽的深度和寬度設(shè)計(jì)。當(dāng)以 O 型密封圈的外徑為公稱直徑做選型參數(shù)時(shí)，溝槽標(biāo)準(zhǔn)為 GB1235 - 1976；當(dāng)以 O 型密封圈的內(nèi)徑為公稱直徑做選型參數(shù)時(shí)，溝槽標(biāo)準(zhǔn)為 GB/T3452.1 - 2005。

徑向密封（缸體孔直徑一定時(shí)，在活塞或傳動(dòng)軸上安裝密封圈的方式）按 GB1235 - 1976 選擇溝槽尺寸；軸向密封（在軸端或孔端面及兩平面結(jié)合面之間安裝密封圈的方式）按 GB/T3452.1 - 2005 選擇溝槽尺寸。

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