一、壓縮率的定義

壓縮率是指O形圈被壓縮后（工作狀態下）的截面高度變化量與其原始截面直徑的百分比。其計算公式為：

• C：壓縮率 （%） 

• d0：自由狀態下O形圈的截面直徑（mm）

• h：裝配后（壓縮狀態下）O形圈的截面高度（mm），通常等于密封溝槽的深度（T）。

壓縮率衡量了O形圈被壓扁了多少。例如一個截面直徑為3mm的O形圈安裝到深度為2.4mm的溝槽中，其壓縮率就是 (3 - 2.4) / 3 * 100% = 20%。

二、 壓縮率為何重要？

壓縮率直接決定了O形圈在接觸面上產生的初始接觸應力σ0。這個初始接觸應力是實現密封的重要因素。

1. 形成初始密封：

   在系統無壓力或壓力很低時，完全依靠壓縮變形產生的反彈力來堵塞泄漏通道實現密封。

2. 實現自緊密封：

   當系統壓力（p）升高時，壓力會作用在O形圈上，將其推向溝槽的另一側，并進一步變形。根據帕斯卡原理，此時的工作接觸應力 σp 會近似等于初始接觸應力σ0+ 流體壓力 (p)，這意味著密封壓力越高，O形圈壓得越緊密封效果越好，這就是“自密封”效應。

3. 壓縮率的選擇原則：

    壓縮率的選擇需要在“密封可靠性”和“使用壽命”之間取得平衡。

• 壓縮率過大：

• 永久變形增大：材料應力松弛，失去彈性，無法回彈，導致泄漏。

• 摩擦阻力增大：對運動密封而言，會導致啟動困難、爬行、發熱和功率損失。

• 磨損加?。?span textstyle="" style="-webkit-tap-highlight-color: transparent; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; font-weight: normal; color: #000000;">縮短密封件壽命。

• 安裝困難：容易發生扭曲、剪切損壞。

• 優點：初始密封性好。

• 缺點：

• 永久變形增大：

  材料應力松弛，失去彈性，無法回彈，導致泄漏。

• 摩擦阻力增大：

  對運動密封而言，會導致啟動困難、爬行、發熱和功率損失。

• 磨損加?。?/strong>

  縮短密封件壽命。

• 安裝困難：容易發生扭曲、剪切損壞。

• 壓縮率過小：

• 密封失效：

  初始接觸應力不足，無法有效密封，尤其在低壓工況下。

• 無法補償偏差：

  難以彌補零件加工誤差（如尺寸公差、表面粗糙度、偏心）和振動帶來的間隙，易發生泄漏。

• 優點：摩擦小，磨損輕。

• 缺點：

  密封失效：初始接觸應力不足，無法有效密封，尤其在低壓工況下。
  無法補償偏差：難以彌補零件加工誤差（如尺寸公差、表面粗糙度、偏心）和振動帶來的間隙，易發生泄漏。

四、推薦壓縮率范圍

其他影響因素：

• 材料硬度：

  材料越硬，所需的壓縮率可以適當減小（因為材料抗擠出能力強）；
  材料越軟，所需的壓縮率通常要大一些（以確保足夠的接觸應力）。

• 截面尺寸：

  大截面O形圈的壓縮率范圍通常比小截面O形圈小。例如，截面直徑1.8mm的O形圈壓縮率為20.0~31.9%，而截面直徑7.00mm的O形圈壓縮率為15.0~20.0%，這是因為大截面尺寸的絕對變形量更大。

• 介質和溫度：

  在高溫下材料更容易發生永久變形（壓縮永久變形），因此需要選擇更大的初始壓縮率來補償未來的應力松弛。對于全氟醚（FFKM）等特殊材料，高溫下強度低，熱膨脹系數大，壓縮率需限制在13%~15%。

五、拉伸率

在安裝O形圈時，尤其是徑向密封經常需要拉伸以套入軸或活塞。拉伸率也是一個需要嚴格控制的關鍵參數。

• 定義：拉伸率 = (安裝后內徑 - 自由狀態下內徑)/自由狀態下內徑 

• 影響:

  拉伸會導致O形圈截面直徑d0減小降低實際的壓縮率。過度拉伸還會加速老化降低強度。

• 要求:

  O形圈的初始拉伸量不應超過3%。

六、實際應用與案例分析

160t液壓機泄漏的案例為例：

• 問題：

  液壓缸泄漏，O形圈未扭曲斷裂，但壓縮率僅有7.3%。

• 分析：

  遠低于往復動密封推薦的10%~20% 下限，導致初始接觸應力不足，無法密封20MPa的油壓。

• 解決方案:

  通過修改溝槽尺寸，將壓縮率提高到19.0%,同時校驗拉伸率為0.9%，小于2%的要求，泄漏問題得到解決。

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