密封設計淺談室外產品

目錄密封設計的重要性123測試方法4CONTENTS管控標準密封設計分析一、密封設計的重要性潮濕對產品的危害鹽霧對產品的危害霉菌對產品的危害水是電解質，能溶解大量的腐蝕性離子對金屬產生腐蝕。潮濕會降低絕緣材料和電路板的絕緣性能，嚴重時會出現漏電甚至短路。潮濕會為霉菌的生長提供了有利條件。潮濕對產品的危害腐蝕許多金屬和無機材料。提供一種活性電解質，使不同金屬接觸時產生電偶腐蝕，并促進具有不同電極電位的電解作用鹽霧對產品的危害絕緣材料的絕緣電阻和抗電強度大幅度下降，霉菌可使線路間短路。天然橡膠制成的密封件被破壞，導致密封破壞。霉菌產生的分泌物對金屬材料有電解作用，會對金屬材料造成腐蝕破壞。霉菌對產品的危害漆膜會被穿透．損失了保護作用，造成點腐蝕。二、管控標準國際防護防塵設計防水測試IP是InternationalProtection（國際防護）的縮寫；主要針對額定電壓不超過72.5KV，借助外殼防護的電氣設備。國際防護IP0X

無保護IP1X

直徑50mm的物體不得完全進入殼內IP2X

直徑12.5mm的物體不得完全進入殼內IP4X

直徑1.0mm的物體不得完全進入殼內IP5X不能完全防止塵埃進入，但進入的灰塵量不得影響設備的正常運行，不得影響安全IP6X

無灰塵進入防塵測試IP3X

直徑2.5mm的物體不得完全進入殼內垂直滴水試驗

滴水試驗裝置

按試樣正常工作位置擺放在以1r/min的旋轉樣品臺上，樣品頂部至滴水口的距離不大于200mm

滴水量為10.5mm/min

10min方法名稱

試驗設備

試樣放置

試驗條件

持續時間

防水測試方法（IPX1）傾斜15°滴水試驗

滴水試驗裝置

使試樣的一個面與垂線成15°角，樣品頂部至滴水口的距離不大于200mm。每試驗完一個面后，換另一個面，共四次。滴水量為30.5mm/min

4×2.5min（共10min）

方法名稱

試驗設備

試樣放置

試驗條件

持續時間

防水測試方法（IPX2）擺管式淋水試驗

擺管式淋水濺水試驗裝置

選擇適當半徑的擺管，使樣品臺面高度處于擺管直徑位置上，將試樣放在樣臺上，使其頂部到樣品噴水口的距離不大于200mm，樣品臺不旋轉。水流量按擺管的噴水孔數計算，每孔為0.07L/min，淋水時，擺管中點兩邊各60°弧段內的噴水孔的噴水噴向樣品。被試樣品放在擺管半圓中心。擺管沿垂線兩邊各擺動60°，共120°。每次擺動(2×120°)約4s

連續淋水10min

方法名稱

試驗設備

試樣放置

試驗條件

持續時間

防水測試方法（IPX3）擺管式濺水試驗擺管式淋水濺水試驗裝置

選擇適當半徑的擺管，使樣品臺面高度處于擺管直徑位置上，將試樣放在樣臺上，使其頂部到樣品噴水口的距離不大于200mm，樣品臺不旋轉。

噴水面積為擺管中點兩邊各90°弧段內噴水孔的噴水噴向樣品。樣品放在擺管半圓中心。擺管沿垂線兩邊各擺動180°,共約360°。每次擺動(2×360°)約12s

10min

方法名稱

試驗設備

試樣放置

試驗條件

持續時間

防水測試方法（IPX4）噴水試驗

嘴的噴水口內徑為6.3mm使試驗頂部到手持噴頭噴水口的平行距離在300mm至500mm之間

使試驗樣品至噴水口相距為2.5m~3m，水流量為12.5L/min±5％(750L/h)按被檢樣品外殼表面積計算，每平方米為1min(不包括安裝面積)，最少3min方法名稱

試驗設備

試樣放置

試驗條件

持續時間

防水測試方法（IPX5）強烈噴水試驗

噴嘴的噴水口內徑為12.5mm使試驗樣品至噴水口相距為2.5m~3m

使試驗樣品至噴水口相距為2.5m~3m，水流量為12.5L/min±5％(750L/h)按被檢樣品外殼表面積計算，每平方米為1min（不包括安裝面積），最少3min

方法名稱

試驗設備

試樣放置

試驗條件

持續時間

防水測試方法（IPX6）短時浸水試驗浸水箱放進浸水箱樣品底部到水面的距離至少為1m。試樣頂部到水面距離至少為0.15m30min方法名稱

試驗設備

試樣放置

試驗條件

持續時間

防水測試方法（IPX7）持續潛水試驗

浸水箱試驗條件和試驗時間:由供需（買賣）雙方商定，其嚴酷程度應比IPX7高

試驗條件和試驗時間:由供需（買賣）雙方商定，其嚴酷程度應比IPX7高

試驗條件和試驗時間:由供需（買賣）雙方商定，其嚴酷程度應比IPX7高方法名稱

試驗設備

試樣放置

試驗條件

持續時間

防水測試方法（IPX8）三、密封設計實例分析設計詳析-----O型圈透氣膜的應用實例產品上的密封結構分類主要密封件靜密封非金屬靜密封O形橡膠密封圈橡膠墊片聚四氟乙烯生料帶橡膠-金屬復合靜密封組合密封墊圈金屬靜密封金屬墊圈O形密封圈液態密封密封膠

密封的分類O型密封圈

O型密封圈是一種截面為圓形的橡膠圈，因其截面為O型，故稱其為O型密封圈。O型密封圈是具有圓形截面的環行橡膠密封圈.主要用于機械部件在靜態條件下防止液體和氣體介質的泄露.常見的失效原因主要有4種：設計錯誤、選材錯誤、密封件質量問題和使用不當。

密封圈選材常用的橡膠密封材料有三元乙丙橡膠（EPDM）、丁腈橡膠（NBR）、硅橡膠（VMQ）、氟橡膠（FKM或者FPM）和氯丁橡膠（CR）等。橡膠的特性各不相同，應用也不同。選材應從使用溫度、材料是否耐受介質、材料的硬度、壓縮永久變形和耐磨性等各種因素綜合考慮。

1、耐化學性能比較2、耐溫性能比較3、物性比較O形密封圈設計1、確認是否需與擋圈配合擋圈的材料一般為聚四氟乙烯樹脂，或尼龍1010和尼龍6等。材料硬度壓力MPa

O形圈截面直徑W

1.78

2.62

3.53

5.33

7.00邵氏硬度A70≤3.50

0.08

0.09

0.10

0.13

0.15≤7.00

0.05

0.07

0.08

0.09

0.10≤10.50

0.03

0.04

0.05

0.07

0.08邵氏硬度A80≤3.50

0.10

0.13

0.15

0.18

0.20≤7.00

0.08

0.09

0.10

0.13

0.15≤10.50

0.05

0.07

0.08

0.09

0.10≤14.00

0.03

0.04

0.05

0.07

0.08≤17.50

0.02

0.02

0.03

0.03

0.04邵氏硬度A90≤3.50

0.13

0.15

0.20

0.23

0.25≤7.00

0.10

0.13

0.15

0.18

0.20≤10.50

0.07

0.09

0.10

0.13

0.15≤14.00

0.05

0.07

0.08

0.09

0.10≤17.50

0.04

0.05

0.07

0.08

0.09≤21.00

0.03

0.04

0.05

0.07

0.08≤35.00

0.02

0.03

0.03

0.04

0.042、最大允許擠出間隙工作壓力越高，最大允許擠出間隙取值越小。硬度越高越高，最大允許擠出間隙取值越大。壓力超過5MPa時，建議使用擋圈。如果間隙g超過允許范圍，就會導致O形圈擠出甚至損壞3、壓力方向確認O形圈在軸向上發生變形，在壓力作用下，會產生徑向蠕動。a、當壓力來自內側，O形圈外徑應與凹槽外徑接觸b、當壓力來自外側，O形圈內徑應與凹槽內徑接觸

α=(d+d0)/(d1+d0)

式中d-----軸徑（mm）；d1----O形圈內徑（mm）。拉伸過大會造成

a、導致O型圈安裝困難。

b、會因截面直徑d0發生變化而使壓縮率降低，以致引起泄漏。最大允許拉伸3%；最大允許壓縮1%。4、拉伸率計算5、壓縮率計算壓縮率W通常用下式表示：

W=（d0-h）/d0×100%

式中d0-----O型圈在自由狀態下的截面直徑(mm);

h-----O型圈槽底與被密封表面的距離（溝槽深度），即O型圈壓縮后的截面高度(mm)在選取O形圈的壓縮率時,應考慮：

1．要有足夠的密封接觸面積；

2．盡量避免永久變形。

圓柱靜密封：10%-15%，平面靜密封：15%-30%。bBo

O形圈變形后的寬度Bo（mm）與O形圈的壓縮率W

和截面直徑do有關，可用下式計算Bo=（1/(1-W)-0.6W）doO形圈與密封面的接觸面寬度b（mm）也取決于W和do：

b=(4W^2+0.34W+0.31)doBo應≤槽寬6、接觸寬度計算a、溝槽的作用限位；防止密封圈過壓。

b、槽深

槽深H＝襯墊直徑（或高度）×（1-襯墊壓縮率％）c、槽寬

槽寬約為Bo±0.27、溝槽的設計d、槽口圓角

槽口圓角：防止O型圈裝配時出現割傷和刮傷。R=0.1～0.2mm8、粗糙度壓力作用下，O形密封圈會緊貼密封件表面。密封件表面不得有劃痕、凹坑、明顯的加工痕跡。密封圈的質量1、影響膠圈使用壽命的主要因素氧化、熱老化、臭氧老化、光效應老化、化學腐蝕、以及霉菌的侵蝕等幾大類。

2、膠圈簡易檢測方法定量測算膠圈使用壽命是一個非常復雜的過程且周期長、專用測試設備多，對于非專業的組織很難做到，經長期的實踐，以下三種方法能對比膠圈的品質。a、曲繞：將膠圈對折彎曲成180℃置于陽光下照射一段時間，看其表面有無龜裂現象，龜裂同時間成正比；龜裂少的，品質越好。b、水煮：將膠圈切成片壯放在水中煮幾個小時，看其水的色度、渾蝕度，色度越低、渾蝕度越小，說明膠圈滿足衛生要求的可靠性越大。此方法能直觀的反應膠圈符合衛生標準的程度。c、壓縮：用兩塊板夾住膠圈使其壓縮25~30%，在23℃壓縮狀態下停放3天后松開看其變形量，變形越小，說明品質越好。防水透氣閥

（呼吸器）

室外電子產品的機殼經常遭受溫度變化、風雨侵蝕和太陽輻射。長期運行或溫度驟變時，殼內外會產生壓差。透氣膜具有極高的透氣量，能平衡機殼內外壓力，大大降低罩殼密封條所承受的應力，從而最大程度地減少故障發生幾率

1、應用透氣膜的意義2、透氣膜原理對應IPX6的防水要求，注意其X6是強烈噴水，噴水時具有比較強的作用力，可能會導致粘貼式防水透氣膜產