O型密封的案例
基于SOLIDWORKS Simulation的O型橡膠密封圈有限元模擬
O型橡膠密封圈因為價格便宜，制造簡單，功能可靠，并且安裝要求簡單，O形環是在機械設計中最常見的密封件。有限元模擬手段可以對O型橡膠密封圈的工況響應做出正確的描述，為設計工程師針對O型橡膠密封圈的選擇與密封性能是否達標提供理論依據。
一、問題描述
如圖1所示，部件的剖面為部件裝配的最終狀態，支柱零件的高度與黑色樹脂件的自然高度一致，螺栓使鈑金板與支柱零件連接，鈑金板零件的卡位壓緊黑色樹脂件，樹脂件壓緊O型橡膠密封圈。關注問題：（1）O型橡膠密封圈壓縮狀態的接觸壓力；（2）鈑金板在橡膠圈的壓縮狀態，受力的形變量。
圖1
二、模型簡化處理
有限元分析模擬就是將實際的工況問題用適當的模型描述。幾何體模型與分析軟件設置屬性、邊界條件一起用有限的單元網格來離散，構建出一個數值計算模型。從實際分析的問題到一個合適、準確的數值計算模型，就是模型的前處理。
圖2
因為涉及到橡膠材料的接觸變形，這是材料非線性、接觸、大形變的非線性分析類型問題。其次螺母的鎖緊過程是緩慢的，可以定性為靜態分析問題。如果直接運用靜態非線性那么計算規模會很大。根據關注問題需要，可以設置兩個算例，一個靜態非線性分析得到密封圈接觸壓力、反作用力，如圖3所示。一個靜態線性算例分析鈑金的變形。根據分析關注信息與分析類型判斷選擇最終模型簡化如圖4所示。
圖3
圖4
三、分析設定
1.靜態非線性分析
因為材料屬性，結構的特點，工況狀態360°圓周對稱。
展開 O型橡膠密封圈怎樣高效研磨拋光去除合模線、飛邊、毛刺？
在這個案例中，我們來討論一個橡膠密封圈去合模線、飛邊、毛刺的拋光工藝。這種O型密封圈的材質有硅膠、ABS、丁晴膠、氟膠、鐵氟龍、橡膠等，拋光工藝是差不多的。
1. O型密封圈拋光前帶合模線及飛邊毛刺的狀態
材質：
橡膠
外觀：
表面有合模線及飛邊，呈黑色。
外形：
O形，直徑大小不等，
另外也有帶棱形的圈。
尺寸：
Φ300*4mm。
拋光前工序：
注塑。
拋光后工序：
干燥包裝。
2. 研磨拋光需求：
表面光滑，無合模線。
去除表層飛邊、毛刺。
減少表面粗糙度，增加光澤度，提高光亮度。
3.
O型密封圈的密封原理和特點
O型圈是圓形橡膠圈，是液壓、氣動系統中應用最廣泛的密封件。O形圈可以有圓形、方形、X 形、Y 形橫截面，不同的形狀具有不同的性能和適用性。
01
O型圈的密封原理
O形密封圈是一種雙向密封元件。安裝時，O形密封圈在徑向或軸向的初始壓縮量，決定了O形密封圈的初始密封能力。系統壓力作用于O形密封圈所產生的力，就是其總的密封力；該密封力隨著系統壓力的升高而增大。
在壓力作用下，O形圈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。
O型圈的自封是有限的，當內壓過高時，會出現O型圈的“膠料擠出”現象。
即密封部位因有間隙存在，受高壓作用的O型圈在間隙處會產生應力集中，當應力達到O型圈的料膠不能承受時，料膠就會被擠出來，此時雖然O型圈還能暫時維持密封，但實際已損壞。
因此要嚴格選型。
02
O型圈的特點
1.O型圈的優點
設計簡單，結構小巧，裝拆方便；
適合多種密封形式，動態密封、靜態密封均可用；
O型密封圈斷面結構極其簡單，且有自密封作用，密封性能可靠，靜密封幾乎沒有泄露；
運動摩擦阻力小，適合于壓力交變的場合；
單件使用雙向密封；
尺寸和溝槽已實現了標準化，產品易得，便于使用和購買，價格相對較低。
展開 Ansys 案例研究 | O型圈密封分析
概述
O型圈在密封應用中得到了廣泛使用。本模型采用軸對稱方法對O型圈的密封過程進行模擬。
目標
探究超彈性材料的特性
加深對大型非線性變形的理解
了解軸對稱建模的工作原理
步驟
1、在Ansys Workbench中創建一個靜力結構分析系統。
2、定義超彈性材料。
3、導入O型圈幾何模型。該仿真基于二維方案進行，然后通過旋轉得到三維結果。O型圈與設備的橫截面如圖1所示。
圖 1. O型圈軸對稱橫截面示意圖
4、將材料賦予幾何模型。
5、對幾何模型進行網格劃分，采用多區域法。
6、定義分析設置并指定邊界條件。固定底部部件，并將頂部部件向下移動2毫米（圖2）。在O型圈與其他兩個部件之間定義接觸。開啟大變形選項，并定義至少50個子步以確保收斂。
圖2. 邊界條件
7、運行仿真并查看結果。該仿真基于二維軸對稱模型進行求解，在查看結果時，通過對稱擴展功能繞Y軸旋轉擴展顯示為三維效果。O 型圈變形后的總位移云圖如圖 3 所示。
圖3. 總位移云圖
總結
本仿真展示了O型圈密封的過程原理。仿真中使用了超彈性材料和大變形設置。此示例還演示了如何應用軸對稱分析來簡化仿真過程。
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ABAQUS案例 | O型橡膠密封環受壓
本案例是O型密封圈受流體壓力作用
問題描述
受流體壓力作用；結構形態分布如下圖所示，密封圈以橡膠建模，其余以解析剛體建模。
材料信息
Rubber；Mooney-Rivlin；c10：3.6MPa；C01：3.87MPa；D：0.001；
工作目錄
選擇
File > Set Work Directory
設定工作目錄
幾何模組
自行建模并分割橡膠圈如下，注意建參考點“RP”
屬性模組
只給橡膠賦予材料
裝配模組
分析步模組
分析程序會選擇使用
Static, General
。共包含三個分析步，
第一個分析步：求解干涉；第二個分析步：外殼上移；第三個分析步：施加壓力。
開啟幾何非線性。增量類型設置為Fixed，增量大小為0.01。
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一、O型圈是一種斷面形狀為圓形的密封元件，它廣泛用于各種機械設備中，在一定溫度、壓力及不同的液體或氣體介質中起到密封作用。與其它密封圈相比，具有如下的優越性能：
①、密封部位結構簡單，安裝部位緊湊，而且重量較輕。
②、有自密封作用，往往只用一個密封件便能完成密封效果。
③、密封性能好，用作靜密封時幾乎沒有泄漏，用作動密封時，只在速度較高時才有些泄漏。
④、運動摩擦阻力很小，對于壓力交變的場合也能適應。
⑤、尺寸和溝槽已標準化，成本低，產品易得，便于使用和外購。
與其它密封圈相比，也存在下列三個問題：
①、起動時的摩擦阻力大。
②、用作氣動裝置的密封時，必須加潤滑油，防止磨損。
③、對偶合配件，如運動面、溝槽、間隙等的加工尺寸及精度要求很嚴。
O型圈的結構設計原理
因為O型圈是安裝在各種溝槽中使用，現將安裝溝槽情況列于表4-1-3。
壓力與密封間隙
O型圈一般是由壓縮所產生的回彈來進行密封的，但隨著壓力的增加，其被擠入密封濁隙而產生形狀變化，如圖4-1
為了使O型圈具有良好的密封作用并延長使用壽命，必須使O型圈的安裝溝槽和密封部位的間隙設計恰當，當間隙過大時O型圈在油壓的作用下擠間隙，造成損傷，從而引起泄露。
展開 橡膠、塑料零部件材料表面怎樣研磨拋光去除合模線、飛邊、毛刺？
O型橡膠密封圈怎樣高效去除合模線、飛邊？
在這個案例中，我們來討論一個橡膠密封圈去合模線、飛邊、毛刺的拋光工藝。這種O型密封圈的材質有硅膠、ABS、丁晴膠、氟膠、鐵氟龍、橡膠等，拋光工藝是差不多的。
1. O型密封圈拋光前帶合模線及飛邊毛刺的狀態
材質：
橡膠
外觀：
表面有合模線及飛邊，呈黑色。
外形：
O形，直徑大小不等，
另外也有帶棱形的圈。
尺寸：
Φ300*4mm。
拋光前工序：
注塑。
拋光后工序：
干燥包裝。
2. 研磨拋光需求：
表面光滑，無合模線。
去除表層飛邊、毛刺。
減少表面粗糙度，增加光澤度，提高光亮度。
3.
展開 高分子材料零件快速自動化去毛刺、飛邊、合模線研磨拋光工藝
O型橡膠密封圈怎樣高效去除合模線、飛邊？
在這個案例中，我們來討論一個橡膠密封圈去合模線、飛邊、毛刺的拋光工藝。這種O型密封圈的材質有硅膠、ABS、丁晴膠、氟膠、鐵氟龍、橡膠等，拋光工藝是差不多的。
1. O型密封圈拋光前帶合模線及飛邊毛刺的狀態
材質：
橡膠
外觀：
表面有合模線及飛邊，呈黑色。
外形：
O形，直徑大小不等，
另外也有帶棱形的圈。
尺寸：
Φ300*4mm。
拋光前工序：
注塑。
拋光后工序：
干燥包裝。
2. 研磨拋光需求：
表面光滑，無合模線。
去除表層飛邊、毛刺。
減少表面粗糙度，增加光澤度，提高光亮度。
3.
展開 基于流體壓力的O型圈密封仿真 ￥5
探索超彈性材料的特性
? 增強對大非線性變形的理解
? 了解軸對稱建模的工作原理
? 了解流體滲透壓力的應用
液壓設備泄漏的主要部位和原因
2、提高推桿與擋圈的配合精度并加長導向，嚴格控制擋圈與O型密封圈槽尺寸，提高推桿處密封性能。
3、定位套外徑與滲油腔空隙小，滲出油在電磁鐵瞬時動作時，使滲油腔的油不易流出，引起壓力升高，將油擠出造成滲漏油。
3、把定位套外圓銑成扁形，使滲油流動不受阻。
壓
力
控
制
閥
調節螺蓋（調壓手柄處）、油塞螺紋、接合面、壓蓋螺紋處
由于壓力控制閥有最低壓力值的性能指標，有些液壓件廠將壓縮彈簧小閥上的O型圈取消或將O型圈溝槽切深以減少摩擦力，從而漏油比較嚴重，另外壓蓋內的O型圈設置不合理，將螺紋孔底部的空刀作為O型密封圈溝槽，但因為空刀尺寸難以控制，起不到密封作用而發生漏油現象。
1、將壓縮彈簧的小閥和孔配合精度提高，達到H7/h6的配合要求。
2、將鎖緊螺帽改為防油鎖緊螺帽。
3、將閥拆開，將壓蓋端面上重新加工，車O型圈溝槽起到密封作用。
4、若油塞的錐管螺紋漏油可纏上聚四氟乙烯生料帶。
調
速
閥
與
節
流
閥
調節手柄、壓蓋螺紋、油塞螺紋，接合面等處
調壓手柄處漏油主要是由于調節桿內O型圈損壞，以及O型圈密封圈不耐油或者溝槽底徑尺寸小，造成密封圈不起密封作用而漏油。壓蓋螺紋漏油也是因為密封圈溝槽位置不對。
1、更換調節桿，使桿上的密封圈溝槽底徑尺寸不要太小，并換上耐油、耐溫、耐壓的優質密封圈。
2、壓蓋螺紋處漏油的處理方法與壓力控制閥相同。
壓
力
繼
電
器
橡膠薄膜損壞；安裝位置高于油箱或回油阻力過大。
更換橡膠薄膜；更換安裝位置。
展開 O型圈密封選擇、溝槽設計及失效分析（轉自液壓那些事）
O型圈密封選擇、溝槽設計及失效分析（轉自液壓那些事）
不同材質的O型圈優缺點及其使用范圍
一、O型圈概述
1、O型圈定義
O型圈(O-rings)是一種截面為圓形的橡膠密封圈，因其截面為O型，故稱其為O型密封圈，也叫O型圈。開始出現在19世紀中葉，當時用它作蒸汽機汽缸的密封元件。
2、O型圈適用范圍
O型密封圈適用于裝在各種機械設備上，在規定的溫度、壓力、以及不同的液體和氣體介質中，于靜止或運動狀態下起密封作用。在機床、船舶、汽車、航空航天設備、冶金機械、化工機械、工程機械、建筑機械、礦山機械、石油機械、塑料機械、農業機械、以及各類儀器儀表上，大量應用著各種類型的密封元件。
O型密封圈主要用于靜密封和往復運動密封。用于旋轉運動密封時，僅限于低速回轉密封裝置。O型密封圈一般安裝在外圓或內圓上截面為矩形的溝槽內起密封作用。
O型密封圈在耐油、酸堿、磨、化學侵蝕等環境依然起到良好密封、減震作用。
因此，O型密封圈是液壓與氣壓傳動系統中使用最廣泛的一種密封件。
3、O型圈的優勢
O型密封圈與其他型式密封圈比較，具有以下優點：
（1）適合多種密封形式：靜態密封、動態密封。
（2）適合各種用途材料，尺寸和溝槽都已標準化，互換性強。
（3）適合多種運動方式：旋轉運動、軸向往復運動或組合運動(例如旋轉往復組合運動)。
（4）適合多種不同的密封介質：油、水、氣、化學介質或其它混合介質。
（5）通過選用合適的橡膠材料和適當的配方設計，實現對油、水、空氣、煤氣及各種化學介質有效的密封作用。溫度使用范圍廣(-60℃～+220℃)，固定使用時壓力可達1500Kg/cm2(與補強環并用 )。
（6）設計簡單，結構小巧，裝拆方便
4、O形圈斷面結構極其簡單，且有自密封作用，密封性能可靠。
由于O形圈本身及安裝部位結構都極其簡單，且已形成標準化，因此安裝更換都非常容易。
展開 不同材質的O型圈優缺點及其使用范圍
一、O型圈概述
1、O型圈定義
O型圈(O-rings)是一種截面為圓形的橡膠密封圈，因其截面為O型，故稱其為O型密封圈，也叫O型圈。開始出現在19世紀中葉，當時用它作蒸汽機汽缸的密封元件。
2、O型圈適用范圍
O型密封圈適用于裝在各種機械設備上，在規定的溫度、壓力、以及不同的液體和氣體介質中，于靜止或運動狀態下起密封作用。在機床、船舶、汽車、航空航天設備、冶金機械、化工機械、工程機械、建筑機械、礦山機械、石油機械、塑料機械、農業機械、以及各類儀器儀表上，大量應用著各種類型的密封元件。
O型密封圈主要用于靜密封和往復運動密封。用于旋轉運動密封時，僅限于低速回轉密封裝置。O型密封圈一般安裝在外圓或內圓上截面為矩形的溝槽內起密封作用。
O型密封圈在耐油、酸堿、磨、化學侵蝕等環境依然起到良好密封、減震作用。
因此，O型密封圈是液壓與氣壓傳動系統中使用最廣泛的一種密封件。
3、O型圈的優勢
O型密封圈與其他型式密封圈比較，具有以下優點：
（1）適合多種密封形式：靜態密封、動態密封。
（2）適合各種用途材料，尺寸和溝槽都已標準化，互換性強。
（3）適合多種運動方式：旋轉運動、軸向往復運動或組合運動(例如旋轉往復組合運動)。
（4）適合多種不同的密封介質：油、水、氣、化學介質或其它混合介質。
（5）通過選用合適的橡膠材料和適當的配方設計，實現對油、水、空氣、煤氣及各種化學介質有效的密封作用。溫度使用范圍廣(-60℃～+220℃)，固定使用時壓力可達1500Kg/cm2(與補強環并用 )。
展開 食品加工用過濾減壓閥怎么消毒？
四、 消毒后的回裝與測試
消毒完成后，需等待部件完全冷卻并干燥，在回裝過程中，必須格外小心，避免徒手直接接觸經過消毒的濾芯和密封面，以防二次污染，按照拆卸時的標記，對角緊固螺絲，并仔細檢查O型圈是否完好無損。
重新通氣后，需順時針調節旋鈕，將出口壓力恢復至工藝要求的設定值，并觀察壓力表是否穩定，務必使用檢漏液或肥皂水檢查閥體及管路連接處，確認無任何氣體泄漏后，設備方可重新投入生產。
定期對食品加工用過濾減壓閥進行科學消毒，不僅是對設備壽命的延長，更是對消費者舌尖安全的鄭重承諾，選擇合規的衛生型閥門，并建立標準化的清潔消毒程序，是食品企業不可或缺的必修課。
展開 如何看待奔馳EQC的電機冷卻液泄漏召回？
召回原因如下：
由于制造偏差，電動驅動模塊的冷卻系統可能存在密封不足，導致冷卻液滲漏
。
如果冷卻液微滲到電機內，長期使用后可能降低高壓系統的絕緣電阻值，極端情況下車輛可能無法啟動。冷卻液滲漏不滿足國家相關強制性標準中關于冷卻系統密封的要求，極端條件下，車輛的電動驅動模塊輸出功率會降低，存在安全隱患。
▲圖1. 奔馳EQC的召回（市場監督總局的通告）
Part 1 傳統汽車企業在電動汽車上的創新和迭代
EQC是奔馳在純電領域的第一代的產品設計，電驅系統也是從行業里面找資源聯合開發的，主要和ZF與奔馳聯合設計。如下圖1所示，這里主要考慮的問題是能否提供足夠的功率，前后軸各配備一臺動力電機，總功率達到了300kW，總扭矩為760Nm。
從結構上來看，這套電驅動系統采用電機減速器左右+逆變器上方的布置形式，減速器平行軸結構，電機與減速器共用殼體。在這里，電機軸與減速器輸入齒輪為一體式結構，三球軸承支撐，這樣的設計對電機后端蓋、電機殼體和減速器后殼體，連接部件的同軸度要求較高。
▲圖2. 奔馳EQC的動力系統
從冷卻來看，這里采用系統一體化冷卻的方式：
●
逆變器與電機采用直連式水管，O型圈密封;
●
電機定子、轉子軸都采用水冷，定子水套兩端O型圈密封，通過螺栓固定到機殼上，轉子軸水冷密封結構復雜(機械密封);
目前的主要問題，可能出在了轉子水冷技術上，這在電機冷卻技術屬于前沿的冷卻技術，從市場來看大部分電動機使用水去冷卻定子，或者采取油冷的辦法。
▲圖3. 奔馳后驅系統的爆炸圖和主要概覽
從這個意義上，我們可以看一下德國工程師在電驅動技術方面的考慮。
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