O型圈优缺点及其使用范围

一、O型圈概述

1、O型圈定义

O型圈(O-rings)是一种截面为圆形的橡胶密封圈，因其截面为O型，故称其为O型密封圈，也叫O型圈。开始出现在19世纪中叶，当时用它作蒸汽机汽缸的密封元件。

2、O型圈适用范围

O型密封圈适用于装在各种机械设备上，在规定的温度、压力、以及不同的液体和气体介质中，于静止或运动状态下起密封作用。在机床、船舶、汽车、航空航天设备、冶金机械、化工机械、工程机械、建筑机械、矿山机械、石油机械、塑料机械、农业机械、以及各类仪器仪表上，大量应用着各种类型的密封元件。

O型密封圈主要用于静密封和往复运动密封。用于旋转运动密封时，仅限于低速回转密封装置。O型密封圈一般安装在外圆或内圆上截面为矩形的沟槽内起密封作用。

O型密封圈在耐油、酸碱、磨、化学侵蚀等环境依然起到良好密封、减震作用。

因此，O型密封圈是液压与气压传动系统中使用最广泛的一种密封件。

3、O型圈的优势

O型密封圈与其他型式密封圈比较，具有以下优点：

（1）适合多种密封形式：静态密封、动态密封。

（2）适合各种用途材料，尺寸和沟槽都已标准化，互换性强。

（3）适合多种运动方式：旋转运动、轴向往复运动或组合运动(例如旋转往复组合运动)。

（4）适合多种不同的密封介质：油、水、气、化学介质或其它混合介质。

（5）通过选用合适的橡胶材料和适当的配方设计，实现对油、水、空气、煤气及各种化学介质有效的密封作用。温度使用范围广(-60℃～+220℃)，固定使用时压力可达1500Kg/cm2(与补强环并用 )。

（6）设计简单，结构小巧，装拆方便

4、O形圈断面结构极其简单，且有自密封作用，密封性能可靠。

由于O形圈本身及安装部位结构都极其简单，且已形成标准化，因此安装更换都非常容易。

（1）材料品种多

可以根据不同的流体进行选择：有丁腈橡胶(NBR)、氟橡胶(FKM)、硅橡胶(VMQ)、乙丙橡胶(EPDM)、氯丁橡胶(CR)、丁基橡胶(BU)、聚四氟乙烯(PTFE)、天然橡胶(NR)等

（2）成本低廉

（3）动摩擦阻力比较小

二、O型圈的表示方法

1、GB/T342.1的表示方法

内径d1×线径d2 。

执行国标 GB3452.1

比如：O形圈 20*2.4，Ⅱ-2 GB1235-XX中，20代表大圈内径为20毫米，2.4代表胶圈的截面直径是2.4毫米，Ⅱ-2代表使用的橡胶种类，GB1235代表的是标准号，XX代表的是标准公布年代。

2、GB/T3452.1-2005的表示方法。

比如：O形圈 7.5×1.8-G-N ，

7.5——内径

1.8——断面直径

G——系列

N——等级

3、材料采用HG/T2579-2008的方法。

4、JB/T7757.2-2006机械密封用O形圈的表示方法。

比如：O形圈 7.5×1.8-G-N，

7.5——内径

1.8——断面直径

G——系列

N——等级

材料：P——丁腈橡胶，

E——三元乙丙橡胶等。

三、O型圈材质分类对照及优缺点：

1、天然橡胶 NR

(Natural Rubber) 由橡胶树采集胶乳制成，是异戊二烯的聚合物。具有很好的耐磨性、很高的d性、扯断强度及伸长率。在空气中易老化，遇热变黏，在矿物油或汽油中易膨胀和溶解，耐碱但不耐强酸。是制作胶带、胶管、胶鞋的原料，并适用于制作减震零件、在汽车刹车油、乙醇等带氢氧根的液体中使用的制品。

2、丁苯胶 SBR

(Styrene Butadiene Copolyme) 丁二烯与苯乙烯之共聚合物，与天然胶比较，质量均匀，异物少，但机械强度则较弱，可与天然胶掺合使用。

（1）优点：

　• 低成本的非抗油性材质。

　• 良好的抗水性，硬度 70 以下具良好d力。

　• 高硬度时具较差的压缩歪。

　• 可使用大部份中性的化学物质及干性、滋性的有机酮。

（2）缺点：

• 不建议使用强酸、臭氧、油类、油酯和脂肪及大部份的碳氢化合物之中。

• 广用于轮胎业、鞋业、布业及输送带行业等。

3、丁基橡胶 IIR

(Butyl Rubber) 为异丁烯与少量 isoprenes 聚合而成，保有少量不饱合基供加硫用，因甲基的立体障碍分子的运动比其它聚合物少，故气体透过性较少，对热、日光、臭氧之抵抗性大，电器绝缘性佳对极性溶剂如醇、酮、酯等抵抗大，一般使用温度范围为-54~110℃。

（1）优点：

　• 对大部份一般气体具不渗透性。

　• 对阳光及臭氧具良好的抵抗性。

　• 可暴露于动物或植物油或是可氧化的化学物中。

（2）缺点：

　• 不建议与石油溶剂，胶煤油和芳氢同时使用。

   • 用于制作耐化学药品、真空设备的橡胶零件。

4、氢化丁睛胶 HNBR

(Hydrogenate Nitrile) 氢化丁睛胶为丁睛胶中经由氢化后去除部份双链，经氢化后其耐温性、耐候性比一般丁睛橡胶提高很多，耐油性与一般丁睛胶相近。一般使用温度范围为 -25~150℃。

（1）优点：

　• 较丁睛胶拥有较佳的抗磨性。

　• 具极佳的抗蚀、抗张、抗撕和压缩歪的特性。

　• 在臭氧、阳光及其它的大气状况下具良好的抵抗性。

　• 一般来说适用于洗衣或洗碗的清洗剂中。

（2）缺点：

　• 不建议使用于醇类，酯类或是芳香族的溶液之中。

   • 空调制冷业，广泛用于环保冷媒 R134a 系统中的密封件。

　• 汽车发动机系统密封件。

5、乙丙胶 EPDM

(Ethylene propylene Rubber) 由乙烯及丙烯共聚合而成主链不合双链，因此耐热性、耐老化性、耐臭氧性、安定性均非常优秀，但无法硫磺加硫。为解决此问题，在EP主链上导入少量有双链之第三成份而可硫磺加硫即成EPDM ，一般使用温度范围为-50~150℃。对极性溶剂如醇、酮、乙二醇及磷酸脂类液压油抵抗性极佳。

（1）优点：

　• 具良好抗候性及抗臭氧性。

　• 具极佳的抗水性及抗化学物。

　• 可使用醇类及酮类。

　• 耐高温蒸气，对气体具良好的不渗透性。

（2）缺点：

　• 不建议用于食品用途或是暴露于芳香氢之中。

 • 高温水蒸汽环境之密封件。

　• 卫浴设备密封件或零件。

　• 制动 ( 刹车 ) 系统中的橡胶零件。

　• 散热器 ( 汽车水箱 ) 中的密封件。

6、丁睛胶 NBR

(Nitrile Rubber) 由丙烯睛与丁二烯共聚合而成，丙烯睛含量由18%~50% ，丙烯睛含量愈高，对石化油品碳氢燃料油之抵抗性愈好，但低温性能则变差，一般使用温度范围为 -25~100 ℃。丁睛胶为目前油封及O型圈最常用之橡胶之一。

（1）优点：

　• 具良好的抗油、抗水、抗溶剂及抗高压油的特性。

　• 具良好的压缩歪，抗磨及伸长力。

（2）缺点：

　• 不适合用于极性溶剂之中，例如酮类、臭氧、硝基烃， MEK和氯仿。

 • 用于制作燃油箱、润滑油箱以及在石油系液压油、汽油、水、硅润滑脂、硅油、二酯系润滑油、甘醇系液压油等流体介质中使用的橡胶零件，特别是密封零件。可说是目前用途最广、成本最低的橡胶密封件。

7、氯丁胶 CR

(Neoprene 、 Polychloroprene) 由氯丁烯单体聚合而成。硫化后的橡胶d性耐磨性好，不怕阳光的直接照射，有特别好的耐大气老化性能，不怕激烈的扭曲，不怕二氯二氟甲烷和氨等制冷剂，耐稀酸、耐硅酯系润滑油，但不耐磷酸酯系液压油。在低温时易结晶、硬化，贮存稳定性差，在苯胺点低的矿物油中膨胀量大。一般使用温度范围为-50~150℃

（1）优点：

　• d性良好及具良好的压缩变形。

　• 配方内不含硫磺因此非常容易来制作。

　• 具抗动物及植物油的特性。

　• 不会因中性化学物，酯肪、油脂、多种油品，溶剂而影响物性。

　• 具防燃特性。

（2）缺点：

　• 不建议使用强酸、硝基烃、酯类、氯仿及酮类的化学物之中。

 • 耐 R12 制冷剂的密封件。

 • 家电用品上的橡胶零件或密封件。

 • 适合用来制作各种直接接触大气、阳光、臭氧的零件。

 • 适用于各种耐燃、耐化学腐蚀的橡胶制品。

8、氯磺化聚乙烯胶 CSM

(Hypalon 、 Polyethylene) 氯磺化聚乙烯为杜邦公司专利的合成橡胶。耐热性、耐候性、耐臭氧性均佳耐酸性也佳，常用于耐氧化性药品(硝酸、硫酸)之处，一般使用温度范围为 -45~120℃。

（1）优点：

　• 对臭氧、氧化及火焰都有不错的抵抗性。

　• 物性和氯丁胶相似且拥有较佳的抗酸性。

　• 极佳的抗磨蚀性。

　• 拥有和丁睛胶相同的低磨擦表面。

　• 对于油剂及溶剂的抵抗性介于丁睛胶及氯丁胶之间。

　• 建议使用水中来防渗漏。

（2）缺点：

　• 不建议暴露于浓缩的氧化酸、硝基烃、酯类、酮类及芬香氢。

9、硅橡胶 SI

(Silicone Rubber) 硅胶主链由硅 (-si-o-si) 结合而成。具有极佳的耐热、耐寒、耐臭氧、耐大气老化。有很好的电绝缘性能。抗拉力强度较一般橡胶差且不具耐油性。

（1）优点：

 • 经调制配方后抗张强度可达1500PSI及抗撕裂性可达88LBS

　• d性良好及具有良好的压缩歪

　• 对中性溶剂具有良好的抵抗性

　• 具极佳的抗热性

　• 具极佳的抗寒性

　• 对于臭氧及氧化物的侵蚀具极佳的抵抗性

　• 极佳的电绝缘性能

　• 隔热、散热性佳

（2）缺点：

• 不建议使用于大部份浓缩的溶剂、油品、浓缩酸及经稀释后的氢氧化钠之中。

• 家用电器行业所使用的密封件或橡胶零件，如电热壶、电烫斗、微波炉内的橡胶零件。

• 电子行业的密封件或橡胶零件，如手机按键、DVD 内的减震垫、电缆线接头内的密封件等。

• 与人体有接触的各式用品上的密封件，如水壶、饮水机等。

10、硅氟橡胶 FLS

(Fluorinated Silicone Rubber) 硅氟橡胶为硅橡胶经氟化处理，其一般性能兼具有氟橡胶及硅橡胶的优点其耐油、耐溶剂、耐燃料油及耐高低温性均佳，一般使用温度为 -50~200℃。

（1）优点：

• 适用于特别用途，如要求能抗含氧的化学物、含芳香氢的溶剂及含氯的溶剂的侵蚀。

（2）缺点：

• 不建议暴露于煞车油，酮类及胼的溶液中。 

• 太空机件上。

11、氟橡胶 FPM

(Fluoro Carbon Rubber) 分子内含氟之橡胶，依氟含量 ( 即单体构造 ) 而有各种类型。目前广用的六氟化系氟橡胶最早由杜邦公司以“Viton”商品名上市。耐高温性优于硅橡胶，有极佳的耐化学性、耐大部分油及溶剂(酮、酯类除外 )、耐候性及耐臭氧性耐寒性则较不良，一般使用温度范围为 -20~250℃。特殊配方可耐低温至 -40℃。

（1）优点：

　• 可抗热至 250 ℃

　• 对于大部份油品及溶剂都具有抵抗的能力，尤其是所有的酸类、脂族烃、芳香烃及动植物油

（2）缺点：

　• 不建议使用于酮类，低分子量的酯类及含硝的混合物。

 • 汽车、机车、柴油发动机及燃料系统。

　• 化工厂的密封件。

12、全氟橡胶FFPM

(Perfluoroelastomer)

（1）优点：

　• 最佳耐热特性

　• 优异的抗化学特性

　• 低Outgassing 特性

　• 优异之抗Plasma特性

（2）缺点：

　• 耐低温特性较差

　• 原料价格较高

 • 生产难度较高

 • 全氟系列产品广泛地运用于半导体产业及信息相关产业所运用,运用范围包含薄膜制程中之PVC,CVD及蚀刻制程及各种高真空密封制程。

13、丙烯酸酯橡胶ACM

(Polyacrylate Rubber)由Alkyl Ester Acrylate 为主成份聚合而成之d性体，耐石化油、耐高温、耐候性均佳，在机械强度、压缩变形率及耐水性方面则较弱，比一般耐油胶稍差。一般使用温度范围为 -25~170℃。

（1）优点：

　• 适用于汽车传动油之中

　• 具良好的抗氧化及抗候性

　• 具抗弯曲变型的功能

　• 对油品有极佳的抵抗性

　• 适用于汽车传动系统及动力方向盘之中

（2）缺点：

　• 不适用于热水之中

　• 不适用于煞车油之中

　• 不具耐低温的功能

 • 不适用于磷酸酯之中 

 • 汽车传动系统及动力系统密封件。

14、聚氨酯橡胶 PU

(Urethane Rubber) 聚氨酯橡胶机械物性相当好，高硬度、高d性、耐磨耗性均是其它橡胶类所难相比耐老化性、耐臭氧性、耐油性也相当好。一般使用温度范围为 -45~90℃。

（1）优点：

　• 耐磨、耐高压

（2）缺点：

　• 不耐高温 

 • 工业上耐高压、耐磨密封件，如液压缸密封件。

 • 高压高荷电系统。

四、材料名称化学描述英文缩写英文别名

材料名称 化学描述 英文缩写 英文别名

丁腈胶丙烯腈－丁二烯橡胶NBRBuna-N

氢丁腈胶氢化丙烯腈－丁二烯橡胶HNBRHNBR

三元乙丙胶乙烯－丙烯－二烯橡胶EPDMEP,EPT,EPR

氯丁二烯氯丁二烯橡胶CRNeoprene

硅胶硅树脂橡胶WMQPVMQ

氟硅氧烷氟硅酮橡胶FVMQFVMQ

丙烯酸酯丙烯酸酯橡胶ACMACM

乙烯丙烯酸乙烯－丙烯酸橡胶AEMVamac

苯乙烯-丁二烯苯乙烯-丁二烯橡胶SBRSBR

聚亚安酯聚酯/聚醚氨酯AU/EuAU/EU

天然橡胶天然橡胶NRNR

苯乙烯-丁二烯苯乙烯-丁二烯橡胶SBRSBR

五、O形圈的使用温度表

基本性质NBRHNBREPDMFKMCRACMAEMSBRAU/EUVMQFVMQNR

高温（标准，ºF）212300300390250350300212212390400220

高温（特殊，ºF）250--------480--

低温（标准，ºF）-22-22-605-400-40-40-40-65-75-60

低温（特殊，ºF）-60-40--30--------

六、材料性能对比

1、O型圈材料的选择

用作O形圈的材料有丁腈橡胶、羧酸腈、氟橡胶、乙丙橡胶、氢化丁腈橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、氟硅橡胶、聚氨酯、氯醇橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、天然橡胶、乙烯/乙丙酸橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、全氟橡胶等等。

同样一种橡胶由于配方的不同，性能指标也有较大的变化。所以在材料栏中简单地填写丁腈橡胶或丁腈-40是不准确的。用于O形圈的材料化工部有专门的标准，如：HG/T 2579、HG/T 2021、HG/T 2333、HG/T 3089、HB 5290等。HG/T 2579专门去掉了材料的具体类别，只给出了材料的一些性能指标。

2、O形圈硬度的选择是比较重要的。如某电站水泵水轮机硬度为70(Shore)密封圈，常常剥落，甚至横向切断，后采用85～90(Shore)的密封圈，效果理想。

3、硬度低、安装方便，但容易出现剥落、安装损伤、挤出甚至压力爆炸。硬度过高、安装不方便。

4、通常O形圈硬度40～90IRHD，但在使用中一般70IRHD是比较合适的，对于硅橡胶是例外，一般使用60 IRHD。

一种半导体器件模型由五个部分（场效应器件，半导体特殊器件，复合管，PIN管，命名只有第三，第四，第五部分激光器件模型）组件。含义五个部分如下：

第一部分：有源电极的数量与半导体器件的数字表示。 2 - 二极管3 - 晶体管

第二部分：该材料，并与拼音字母极性半导体器件。所述二极管：AN型锗材料，BP型锗材料，CN型硅材料，DP型硅材料。上述晶体管时：A-PNP型锗，B-NPN型锗，C-PNP型硅材料，D-NPN型硅材料。第三部分

：在半导体器件中的拼音字母。 P-普通管，V型微波管，W-稳压器，C-参数管，Z型整流器，L-整流桥堆，S-隧道，N-阻尼管，U型光电器件，K-开关，X低高频小功率管（F <3MHz的，PC 3MHz的，PC <1W），D - 低频大功率管（F 1W） ，A频率功率管（F>3MHz的，PC>1W），T型晶闸管（可控整流），Y型体效应器件，B雪崩，J-阶跃恢复管，CS-FET，BT专用半导体器件， FH-复合管，PIN-PIN管，JG-激光设备。第四部分

：

数字号之五：用汉语拼音字母表示规格号

例如：3DG18表示高频晶体管NPN硅材料

2，日本半导体分立设备类型指定

日本生产的半导体分立器件从五到七部分组成。通常只使用第一五部分，其象征意义各部分如下：

第一部分：数字表示的设备或有源电极类型的数目。 0 - 光电元件（即敏感）和管二极管晶体管器件1的上述组合 - 二极管，两个三极或其它设备有两个pn结3 - 具有四个有效电极或其他设备有三个pn结，┄┄依此类推。

第二部分：日本电子工业协会JEIA注册商标。 S-表示在日本电子工业协会JEIA注册半导体分立器件。第三部分

：用料用字母表示器件的极性和类型。 A-PNP高频管，B-PNP型低频管，C-NPN高频管，D-NPN型低频管，FP-栅晶闸管，GN栅晶闸管，HN-基单结晶体管，JP-沟道FET，KN-沟道FET，M-可控硅。第四部分

：在日本电子工业协会JEIA注册序列号数字表示。两个以上的整数 - 从“11”开始，表示在日本电子工业协会JEIA登记的序列号来自不同公司的性能相同的设备可以使用相同的序列号数字越大，越近的产品。

第五部分：字母表示同一类型的提高了产品的标识。 A，B，C，D，E，F表示该设备是改善了原车型。

3，美国半导体分立器件型号命名

美国晶体管或其他半导体器件的命名比较混乱。命名如下美国电子工业协会半导体分立器件：

第一部分：符号表示的设备使用的类型。 JAN-军级，JANTX，特殊的军事水平，JANTXV - 超特队，JANS空间级别，（无） - 非军用物资。

第二部分：数字表示pn结的数量。 1 - 二极管，三极管2 = 3 - 三个pn结器件，NN pn结器件。第三部分

：美国电子工业协会（EIA）的注册商标。 N-该设备已被登记在电子工业协会（EIA）。第四部分

：美国电子工业协会登记顺序号。许多人物 - 在序列号的美国电子工业协会注册的设备。

第五部分：字母表示器件分档。 A，B，C，D，┄┄ - 同一类型在不同的装置上的文件。如：JAN2N3251A表示高频小功率硅PNP开关晶体管，JAN-军工级2 - 三极管，N-EIA注册标志,3251-EIA登记顺序号，A-2N3251A档。

4，半导体电子器件型号命名德国，法国，意大利，荷兰，比利时等欧洲国家以及匈牙利，罗马尼亚，南斯拉夫，波兰和其他东欧欧洲国家，主要是由半导体分立器件电子式指定的国际联合会。这种命名方法由四个基本部件，符号和各部分的意义如下：

第一部分：字母表示在该装置中使用的材料。使用该材料例如为0.61.0EV的带隙，例如锗A设备，B设备使用的材料例如为1.01.3EV，如二氧化硅，C - 该装置所用材料例如>1.3EV如砷化镓，使用材料例如<0.6eV如锑化铟D-器件，采用在光生伏打电池中使用的复合材料及材料电子器件

第II部分：字母表示设备的类型和主要特征。开关混频二极管检波器A-，B-变容二极管，C-高频小功率三极管，D-频率功率晶体管，E-隧道二极管，F-高频小功率三极管，G-复杂的设备和其他设备，H - 磁二极管，K-开放磁路中的霍尔元件，L-高频功率晶体管，霍尔元件的M-封闭磁路，P-感光性，Q-发光器件，R-低功率晶闸管，S-小功率开关T型大功率晶闸管，U型电源开关，X倍增二极管，Y-整流二极管，Z型齐纳二极管。第三部分

：使用数字或字母加数字表示登记号。三位数字 - 代表通用半导体器件的登记号码，一个字母加两位数字 - 表示注册号专用半导体器件。第四部分

：与同类型的设备是分档数的字母。 A，B，C，D，E┄┄ - 由同一类型的设备参数代表的是一个文件的迹象。

除了四个基本部分，有时添加一个后缀来区分的特性或进一步分类。常见后缀如下：

1，稳压二极管型号的后缀。第一部分是一个后缀字母表示稳定电压值的容许误差范围，字母A，B，C，D，E分别表示±1％的容差，±2％，±5％，±10％， ±15％后缀第二部分是一个数字，表示标称电压稳定性的整数值后缀的第三部分是？字母V，代表小数点，数字字母V后面是稳压器稳定的小面值。

2，整流二极管后缀是数字，这意味着该设备的最大峰值反向电压值，单位为伏特。

3，晶闸管型号的后缀也是数字，通常标定的最大峰值反向电压值和最大反向电压关断电压值的值较小。

如：BDX51-LF表示NPN硅功率晶体管，AF239S频率低功耗，所述PNP锗晶体管。

5，使用下列命名方法在欧洲早期型号命名

一些欧洲国家，如德国，荷兰，半导体分立器件。

第一部分：O型

表示半导体器件第二部分：A-二极管，C-三极管，AP-光电二极管，CP-光电三极管，AZ-稳压器，RP-光设备。第三部分

：许多数字 - 表示该设备的注册号码。第四部分

：A，B，C┄┄ - 表示同一型号器件产品的变种。

在“材料与极性PCM（W）ICM（毫安）BVCBO（V）英尺（兆赫）”向你解释

为：SI-NPN 0.1 20 45>100

>这意味着晶体管的硅材料，NPN结，0.1W的额定功率，20 mA的工作电流，耐压45V，工作频率大于100MHz的。

半导体设备，半导体材料以及IC封测产业包括晶圆制造，晶圆传输，蚀刻，CMP，CVD等相关设备工艺需要使用超高纯，低污染，低渗透，耐腐蚀，耐化学介质，耐等离子特性及压缩变形冷流功能优异的密封元件。包括FFKM全氟橡胶，FEP包覆和PEEK聚醚醚酮材料制成的各种半导体产业密封元件。其中典型应用包括阀门O型圈，门密封，腔密封以及橡胶金属腔体硫化连接。

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