制定O型密封圈防水设计要求
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O型密封圈防水设计要求
一、目的
规范O型密封圈防水设计。
二、适用范围
本规范适用于好美水定制件的O型密封圈防水设计,本规范未规定的项目按国家规范执行。详见附页。
三、术语和定义:
1、抗拉强度――又称拉伸强度或拉扯强度,是橡胶的最主要、最基本的性能指标,其值越大,表
明橡胶的性能越好,单位为MPa,橡胶的抗拉强度通常应大于5MPa(导电橡胶除外)。
2、邵氏硬度――将一定直径的刚性球体压入橡胶试样到一定深度,所需的载荷与其弹性模量的比
值,即为邵氏硬度。橡胶的邵氏硬度一般为30~80度,数值越低,说明橡胶越软。邵氏硬度亦称为邵(A)硬度,是橡胶最直接的表征参数,在同类橡胶中,不同硬度的橡胶,具有不同的特性。
3、压缩永久变形――橡胶密封圈(衬垫)在解除压缩后,并不恢复到其原始未压缩的高度,这种
特性被称为压缩永久变形。
压缩永久变形的计算方法:
图1 压缩永久变形的计算方法
压缩永久变形=Hi-Hf
Hi-Hd X 100%
其中:H i为橡胶件的初始高度;
H d为橡胶件受压缩时的高度(承受压缩载荷),正常使用时,H d为H i的20~25%;
H f为橡胶件的最终高度(去掉载荷后的高度)。
4、抗撕裂强度――指橡胶抵抗裂口处撕开的性能,以单位长度上的抗撕力表示,单位为KN/m。硅
橡胶用于密封时,抗撕裂强度应≥25 KN/m。
5、伸长率(扯断伸长率)――指橡胶试样在被扯断时,伸长部分与原长度的百分比。用该指标来表
示橡胶的伸长应变能力。用%表示。
6、耐老化性――橡胶在加工、贮存和使用过程中,会发生老化,引起老化的因素有热、光、臭氧、
生物、高能辐射、屈挠疲劳等。
7、耐寒性――通常用脆性温度(℃)表示,脆性温度越低,耐寒性越好。
四、密封圈材料的选取
1、橡胶选型原则
结构件选用橡胶材料,必须综合考虑橡胶的性能(见本规范表1中的性能指标项)与成本,根据以下原则选用橡胶材料。
●硬度选择邵氏700
;
5
●优先选用硅橡胶;(连接器的防水O型圈必须选硅橡胶);
●无粘接要求的应用,可以选用三元乙丙橡胶,作为硅橡胶的低成本替代方案,但不能用
于连接器的防水O型圈;
2、用橡胶的性能及应用
硅橡胶、三元乙丙橡胶的性能如表1所示。
五、设计要求
1、设计图纸上必须注明:材料、硬度、颜色、后处理工艺要求。图纸的技术要求必须
注明:所有橡胶零件,都必须进行二段硫化。
2、一般模块的防护等级为IP65,某些特殊要求的设备要求IP66。
3、密封:橡胶密封制品一般用于防止液体介质从被密封设备中泄漏出来,或防止外界
水、汽、灰尘、泥沙及气体(空气或有害气体)进入被密封的设备内部。
4、通信产品中的密封属于静态密封,室外型微基站模块的防水密封、高频同轴电缆接
头、机柜的防水胶条、O形圈、垫圈等。
六、密封橡胶具有的性能
1、密封所用衬垫的材料必须具备三防(防湿热、防霉菌、防盐雾腐蚀)特性,并根据环境剖面提出相适应的耐候性要求;如果要兼顾EMC对材料就又有新的要求。密封衬垫的形状选择也直接影响密封的效果。
密封衬垫材料要求:
●低的吸水率:所用衬垫和密封材料吸水率应低于0.5%。
●抗霉性:0~1级。
●使用温度:由环境剖面给出的极端温度(最高和最低)下,材料不龟裂,发脆或降解变性(如
返原,变稀)。
●稳定性:在使用温度范围内,没有有害气体释放。
●相容性:在装配中和其它材料相容性好。
●耐燃性:耐燃性和抗电弧性好。
●耐候性:室外(I型面)产品需耐紫外线。
2、密封材料种类、性能特点、应用场合,如下表所示。
七、槽的设计
1、槽的设计原则:槽的尺寸、截面积必需和衬垫变形量相适应,设计原则是:槽的截面积 >
衬垫的截面积。此设计有利于衬垫压缩后能完全容纳在槽内(平垫除外),使槽的沿和盖
板紧密接触,其作用是:限位:防止衬垫过压,有利于衬垫使用寿命;
2、槽深:槽深的尺寸是由衬垫的外形和压缩量决定的。影响衬垫压缩量的因素主要由:
●衬垫的外形(截面形状)
●接合面不平度公差愈大,压缩量应增大;
●螺孔的间距愈大,压缩量应增大。
常用的O形、D型圈衬垫压缩量控制在18~25%,最大不超过30%(低温环境使用时压缩量尽量设计到30%,压缩量的设计要考虑槽及O型圈的公差问题。空心结构和泡沫衬垫压缩量通常在50%)。以O形圈为例:
槽深H=衬垫直径(或高度)×(1-衬垫压缩率%)
简化成:H=O形圈直径×0.75
3、槽宽:当槽深H确定后,槽宽W是H的函数,通常变化不会太大。由于槽宽将影响到模块外形尺寸,设计师对W尺寸会精打细算。
槽宽W=O形圈截面积/H(槽深)×(110%~120%)
系数110~120%是控制槽的裕量以保证衬垫能完全容纳在槽内。
八、常用O型密封圈静态使用时之相对槽尺寸表(仅供参考)
密封圈线径C/S 槽深 t 槽宽 b 密封圈线径C/S 槽深 t 槽宽 b
1.00 0.80 1.30 5.00 4.00 6.14
1.50 1.10 1.90 5.33 4.30 6.48
1.60 1.20
2.10 5.50 4.50 6.60
1.78 1.30
2.30 5.70 4.65 6.86
1.90 1.40
2.40 6.00 4.80 7.36
2.00 1.50 2.60 6.50 5.20 7.98
2.40 1.80
3.10 6.99 5.60 8.60
2.50 1.90
3.20 7.00 5.60 8.60
2.62 2.00
3.36 7.50 6.00 9.20
2.70 2.10
3.40 8.00 6.40 9.81
3.00 2.30 3.84 8.40 6.72 10.30
3.50 2.70
4.45 8.50 6.80 10.43
3.53 2.70
4.45 9.00 7.20 11.05
3.60 2.80
4.54 9.50 7.60 11.66
4.00 3.15
5.00 10.00 8.20 11.97
4.50 3.60
5.52