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今天一起聊聊O型圈和导向环这两兄弟！
O形圈和导向环都是用在液压缸内的重要元件，但它们处理的任务不同。O 型圈通常是工程师的首选，因为它们在静态和半动态应用中具有灵活性和性能；而液压缸中的几乎所有密封配置都需要用到耐磨环。
O型圈基础知识
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O 型圈用于密封各种设备，O形圈制造成本低廉，可用于多种应用且易于使用；这些特性使 O 形圈成为液压应用中使用最广泛的密封件。
在发明 O 型圈之前，机器制造商用布、皮革和动物内脏制作密封件和垫圈。第一个 O 形圈于 1848 年由英国发明家 Alonzo B. Woodcock 获得专利。近一个世纪后的 1938 年，丹麦出生的机械师 Niels Christensen 申请的一项美国专利开始了它们的广泛使用。
今天，每个工业领域都使用 O 形圈，从用于维修的单个密封件到用于液压系统中的聚四氟乙烯 (PTFE) 密封件。
O 形圈安装在两个组件之间，作为主要或次要密封件。
当作为主密封件时，O 型圈通常在两个方向上密封。它们在安装后立即起作用，并且通过用硬物压缩 O 形圈来防止泄漏。然后系统压力增加并完成总密封力。作为辅助密封件，O 型圈是密封系统的一部分，主密封件可增加强度或耐介质性。
最重要的 O 形圈尺寸是其内径和横截面。
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O 型圈是静态密封应用中的主密封件，密封力的方向将 O 型圈定义为轴向或径向。
用作轴向密封件的 O 形圈可以从密封件内部或外部施加压力，常见于法兰和盖板中。
活塞和活塞杆密封通常使用径向密封 O 形圈。
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如果密封件的接触区域保持静止，O 形圈适用于静态密封。
如果密封表面只是偶尔移动或转动，它们也适用于中等动态密封条件。
在接触区域移动的全动态应用中，O 型圈通常用作主密封件的辅助元件，而主密封件则通常选用非弹性的，但更耐磨的性能。
随着应用需求的增加，对密封件的要求也在增加，单个 O 形圈通常是不够的。因此，液压系统通常包含几种不同类型的密封件，每种都有自己特殊的任务。
密封材料
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弹性 O 形圈是双作用的，这意味着它们可以从两个方向密封增压介质，适用于静态和慢速动态应用。它们有多种材料可供选择，包括丁腈橡胶 (NBR)、氟橡胶 (FKM)、三元乙丙橡胶 (EPDM)、氯丁橡胶、有机硅 (VMQ) 和氟硅橡胶 (FVMQ)。这些材料符合 ISO 3601、AS568 和其他公认标准。（弹性O型圈的优点如下表所示。）
弹性 O 形圈的缺点是在动态应用中它们会增加摩擦并容易扭曲。O 形圈弹性体材料可能与液压油不兼容。
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如果标准弹性体 O 型圈的耐化学性和耐热性不足，通常会指定PTFE O 型圈。PTFE 是一种部分结晶的热塑性塑料，具有高耐热性和所有塑料中最高的耐化学性。PTFE 也是非弹性的，因此 PTFE O 形圈通常仅推荐用于非主动接合和分离的静态面密封或法兰型配置。（PTFE O 型圈的优点如下表所示。）
O型圈使用PTFE聚四氟乙烯的缺点是在安装过程中只能进行有限程度的拉伸或压缩，并且与碱金属和某些氟化合物不相容。PTFE 在压力下也倾向于流动或蠕变。
聚氨酯 (PU) O 型圈具有极高的耐磨性和抗挤压性。它们适用于 O 形圈承受动态载荷的应用。在许多情况下，聚氨酯 (PU) O 型圈因其高机械强度而成为 NBR O 型圈的替代品。（聚氨酯 (PU) O型圈的优点如下表所示。）
PU的缺点是它不耐酯、芳烃、氯化烃和浓酸。它对水和湿气也很敏感。
金属 O 型圈有多种材料。在静态面密封应用中，它们在气体和液体的大温度范围内提供可靠的性能。金属 O 型圈也适用于极高的压力和真空。（金属O型圈的优点如下表所示。）
金属 O 形圈的缺点是它们仅适用于静态应用，它们通常需要很大的安装力，并且它们通常只能用于轴向应用。
如何选择合适的 O 形圈？
在选择 O 型圈的类型和尺寸时，设计团队应考虑将最大限度地延长密封寿命并最大限度地降低成本，主要考虑以下四个因素：材料、布局、质量和安装方式。
选择O型圈时可以借助专业厂家的一些工具，比如特瑞堡的 O 型圈计算器、兼容性指南和密封解决方案配置器等等。
耐磨环和导向环
耐磨环也称为导向环，用于引导液压系统中的运动部件。一般来说，耐磨环可以延长液压系统的使用寿命，它们还提高了设备可用性和正常运行时间，这在流体动力行业至关重要。
在液压缸中，耐磨环通常支撑活塞或活塞杆，以帮助引导运动并优化密封性能。它们可以处理径向载荷并防止活塞与孔或杆与气缸盖之间的接触。它们还充当磨损组件。
为耐磨环选择最佳材料是评估应用、系统内负载大小、安装空间和配合表面的问题。
耐磨环可以是金属的或非金属的。金属版本适用于某些应用，非金属耐磨适用于非公路、物料搬运、工业机械、移动液压和农业设备。非金属耐磨环材料包括 PTFE 基化合物，以及热固性塑料。
PTFE 基耐磨环在液压系统中提供极低的摩擦力，特别适合与钢、铝或铸铁配合时的干运行应用。
PTFE 基耐磨环的低摩擦性可降低系统启动时发生粘滑的风险。因此，PTFE 耐磨环通常用于在高温和高压下运行的设备中。
热固性耐磨环具有出色的耐磨性能，坚固、轻便且耐用，可在低速时抵消重载。尽管热固性耐磨环很致密，但与金属环相比，它们具有一定弹性。
热塑性耐磨环是液压系统的主力，通常用于内部阀门和压缩机。它们具有耐温性，并且可以以比 PTFE 或热固性耐磨环更实惠的价格提供高水平的性能。大多数热塑性耐磨环可以与钢、镀硬铬表面和铸铁配合使用。（非金属耐磨环的优点如下表所示。）
公差是设计团队指定耐磨环的最关键标准。模制、大批量、商用的耐磨环可以有很宽的公差，通常高达总壁厚的 0.005 英寸。精密加工的耐磨环具有更严格的规格和更低的尺寸链。虽然它们的成本更高，但这些耐磨环的总拥有成本更低。
设计团队考虑工作条件也很重要，例如温度、预期径向载荷、工作速度和与工作流体的化学相容性。
与 O 型圈一样，工程团队应与专业的供应商合作。高速和低负载油缸需要能够承受高压和速度并散热的材料。材料还应承受压力，不易发生粘滑现象，这种现象会引起振动和噪音。
原文始发于微信公众号（液压贼船）：O型圈和导向环这两兄弟！
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