【经验】橡胶材料硬度对于O形密封圈设计的影响

时间： 2019-05-25 来源：Parker Chomerics(派克固美丽)

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O形密封圈是最简单、最常见的一种密封圈类型，在各个行业和市场中应用极为广泛。而橡胶屏蔽O圈，以填充金属颗粒的导电橡胶为原材料制成，同时具有电磁密封和水汽密封的双重功能，也是电磁屏蔽应用中极为常见的一种产品。虽然，O圈应用非常广泛、常见，但是想要设计一个好的O圈应用方案，却不是一件简单的事情，需要相当丰富的设计经验。O圈设计需要考虑配合法兰的结构尺寸、法兰形状、流体压力、压缩余量、材料硬度、屏蔽效能等等许多参数，必须综合考虑全方面的性能需求。本文将要讨论的就是关于橡胶材料硬度，这一关键参数对于O圈设计的影响。

图1 邵氏硬度测量装置

首先明确一下，本文将以派克固美丽公司提供的导电橡胶材料为实例，具体说明材料硬度这一属性。在派克固美丽的材料系统中，橡胶硬度这一个参数是以邵氏硬度（Shore A）为标准单位。那么，什么是邵氏硬度？邵氏硬度是一种标准的工业测量值，测量方法被称为“durometer”或“duro”，由Albert Ferdinand Shore在上世纪20年代开发并定义。图1所示的就是邵氏硬度测量装置的实物图，该装置由0到100的刻度表和一根底部为椎体的硬化钢棒组成，钢棒通过弹簧加载并推动刻度表。测量过程中，钢棒椎体导致的橡胶材料变形量越大，则硬度越低，反之，则硬度越高。

那么，邵氏硬度值对于O圈的意义是什么呢？前面说过，O圈密封是具有水汽密封功能的，那么在流体密封的应用中，需要考虑到流体环境的压力，在高压力密封的环境中，就需要选用硬度高的橡胶材料，增加密封强度和长期抵抗高应力的能力。而在某些精密的密封环境中，往往有低压缩应力的需求，要求材料的柔性要好，尽可能在比较大的压缩范围内，提供极低的弹性应力，因此就需要选用硬度低、强度小的橡胶材料，避免造成应力损伤。

图2 派克固美丽生产的各种导电O形圈

在了解了邵氏硬度的定义，以及对于O圈应用的实际意义之后，我们再来对比一下，派克固美丽的导电橡胶材料CHO-SEAL^®系列。仅从材料硬度的角度考虑，该系列导电橡胶覆盖了40 Shore A~85 Shore A的宽广范围，并且中间等级的硬度，都有好几款材料可供选择，性能上各有特点。可以说是全面覆盖了从极软到极硬的导电橡胶材料，并且全面兼顾各种性能，客户只要根据需求进行选型，总能找到一款适合自己的解决方案。

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