SEALING BUSINESS

密封圈事業

BASIC KNOWLEDGE

基礎知識

O-RING的密封原理

O-RING安裝到溝槽內時，由於溝槽的深度比O-RING線徑小，因此O-RING會被壓縮。此壓縮量稱為O-RING的壓縮餘量。在微量壓力下如圖1所示，藉由O-RING自身的橡膠彈性發揮密封作用。如從單側施加液壓的話，就如圖2所示，由負荷液壓產生高反作用力。稱為O-RING的密封作用。

【圖1】　初始密封力
【圖2】　液壓負荷時密封力

O-RING的特徵

安裝部分容積小，佔用空間小。
結構簡單，便於安裝和拆取。
材料種類多樣，可在較為廣泛的溫度範圍（-60℃〜+220℃）內使用。
承受從兩側的相互壓力的同時，也可發揮密封。
與其他密封圈相比，價格適宜。
庫存豐富，可應對短交貨期。

O-RING溝槽的設計

壓縮餘量

在運動用情況下使用O-RING時壓縮餘量會對密封效果、滑動阻力、壓縮永久變形等產生很大的影響，因此必須控制在必要的最小限度內。運動用時，特別是速度快、潤滑條件差等的情況下，請將壓縮餘量設定至比一般運動用的O-RING更小些。固定用的O-RING使用方法被分為如圖3所示朝直徑方向壓縮的圓筒固定用，以及如圖4所示朝直徑方向與直角方向壓縮的平面（法蘭）固定用。使用圓筒面固定用時，一般採用和運動用O-RING同樣的壓縮餘量。使用平面固定用時，需考慮到因螺栓的伸縮及法蘭面的歪斜造成壓縮餘量減少，所以平面固定用的壓縮餘量需要設計得比運動用、圓筒面固定用的壓縮餘量大些。如圖5所示的是按照用途分類的O-RING的壓縮餘量。

【圖3】　圓筒面固定用
【圖4】　平面固定用

【圖5】　用途分類的O-RING壓縮餘量

間隙

O-RING在低壓狀態下，藉由壓縮餘量來達到密封效果，隨著壓力升高產生變形，同時增加了張力來達到密封效果。在高壓作用下如圖6-3所示，O-RING在活塞、汽缸、杆和軸套的間隙之間產生擠出部分，這也是造成損傷的原因。因此，這種間隙盡可能設計得小一些。為防止擠出可與背托環一起使用。

【圖6-1】
【圖6-2】
【圖6-3】

背托環的使用

O-RING在受到高壓作用下，會從間隙產生擠出的部分。為防止擠出可與背托環一起使用。背托環在受到從兩方壓力時，安裝在O-RING的兩側，如只受到一方壓力時，如圖7-1所示，可在壓力的相反方向安裝一個背托環。如有足夠的空間，如圖7-2所示，即使是只受到一方壓力也建議安裝兩個背托環。材料可使用各種合成樹脂，但一般常使用鐵氟龍（四氟乙烯樹脂）。背托環的形狀有無切口、斜切口、梯形切口這三種，從使用效果來看，無切口的使用效果最為優越；從安裝上來看，斜切口和梯形切口最為方便。

【圖7-1】
【圖7-2】

油壓與O-RING的橡膠硬度的間隙擠出界限表

安裝與保管O-RING的注意事項

安裝O-RING的注意事項

在安裝O-RING時，為避免尖銳的邊緣和螺紋等造成O-RING損傷，請安照圖8所示，使用治具進行安裝。
- 【圖8】安裝O-RING的注意事項
把活塞插入至氣缸時，如圖9所示，因邊緣的小孔而經常造成O-RING損傷。
所以請採用如圖10所示的是設計。
- 【圖9】
- 【圖10】
安裝O-RING時，請注意勿扭曲安裝入溝槽。
安裝O-RING時，請在O-RING與溝槽上塗上足夠的潤滑劑，並且密封對象需充分潤滑。
原則上O-RING不再二次使用。
O-RING安裝後，使用洗淨液清洗時，請先確認洗淨液與O-RING材料是否合適之後再進行使用。
O-RING安裝後，使用洗淨液清洗時，請先確認洗淨液與O-RING材料是否合適之後再進行使用。

保管O-RING的注意事項

請保管在濕度較低的地方，避免陽光直射。
請於使用當下再進行開封。
請保管在低溫、空氣流通少的地方。
請不要堆壓狀態下存放O-RING。
懸掛保存恐發生局部變形。請不要懸掛保存。
請注意不要附著到油汙，保管在灰塵較少的地方。
O-RING的塑膠袋外包裝上貼有標籤，請確認標籤後再入庫。
另外，批號在追蹤產品時是非常重要的，請確實紀錄。

O-RING不良品範例及其對策

名稱	現象	原因	對策
膨脹	橡膠變軟，O-RING整體變大。	使用的流體侵入O-RING橡膠材料。	變更合適橡膠材料。
抽出	橡膠變硬，O-RING整體變小。	使用的流體將O-RING橡膠材料含有的軟化劑抽出。	變更合適橡膠材料。
永久變形	O-RING被擠壓而無法恢復原始形狀。	1.使用溫度過高。	1.變更耐熱性良好的橡膠材料。
永久變形	O-RING被擠壓而無法恢復原始形狀。	2.壓縮餘量過大。	2.重新檢討溝槽尺寸或是O-RING尺寸。
擠出	O-RING整個或部分被擠出而斷裂。	O-RING從溝槽與對手件的間隙被擠出而造成損壞。	1.縮小溝槽與對手件的間隙。
擠出	O-RING整個或部分被擠出而斷裂。	O-RING從溝槽與對手件的間隙被擠出而造成損壞。	2.使用高硬度O-RING或是同時使用背托環。
臭氧龜裂	應力施加的方向與垂直方向產生龜裂。	1.將耐臭氧性差的橡膠材料使用於臭氧濃度高的環境。	1.變更耐臭氧性佳的橡膠材料。
		2.O-RING被過度拉長。	2.變更溝槽尺寸或是O-RING尺寸。
		3.潤滑不足。	3.安裝時塗上足夠的潤滑油。
扭曲	O-RING扭曲變形。	1.溝槽的深度和寬度不均勻。	1.將溝槽的深度和寬度均勻化。
		2.氣缸內面與溝槽底面的表面處理不確切。	2.氣缸內面1.5S，溝槽底面3S的表面處理。
		3.離心作動。	3.避免離心作動。
		4.安裝時被扭曲裝上。	4.使用潤滑劑等，避免在安裝時扭曲。
刮痕	O-RING部分被刮傷。	1.在氣缸的小孔邊緣刮傷。	1.變更小孔倒角設計。
刮痕	O-RING部分被刮傷。	2.安裝時，被鋒利的邊緣或螺紋刮傷。	2.使用治具進行安裝。
磨耗	O-RING作動方向與摩耗同方向。	1.氣缸內面的表面處理粗糙。	1.氣缸內面的表面做到1.5S的表面處理。
		2.潤滑差。	2.做好潤滑。
		3.壓縮餘量過大。	3.變更成線徑較大的O-RING，搭配適當的壓縮餘量。
		4.塵埃、金屬物等侵入。	4.設置過濾器等，避免異物侵入。
硬化	O-RING變硬彎曲而產生龜裂。	使用溫度超過O-RING橡膠材料的耐熱溫度。	1.變更耐熱性佳的橡膠材料。
硬化	O-RING變硬彎曲而產生龜裂。	使用溫度超過O-RING橡膠材料的耐熱溫度。	2.降低使用溫度。

O-RING壓縮餘量與擠壓力量的關係圖

硬度（Shore A）50

硬度（Shore A）60

硬度（Shore A）70

硬度（Shore A）80

硬度（Shore A）90

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