O形圈密封接頭作為機(jī)械產(chǎn)品上常用的連接件方式，相互之間的配合選擇正確與否直接關(guān)系到產(chǎn)品的性能可靠性。該文綜合分析了國(guó)內(nèi)外各種接頭設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)不同標(biāo)準(zhǔn)油口尺寸、O形圈密封選用標(biāo)準(zhǔn)，明確它們之間如何相互配合使用；同時(shí)也系統(tǒng)分析了GB/T2878的不合理性，提出一種新的O形圈平面密封接頭配合標(biāo)準(zhǔn)，不僅可解決GB中密封泄漏問(wèn)題，從而有效提高產(chǎn)品性能的可靠性，并且對(duì)于機(jī)械零件的密封連接方式提供積極有效的借鑒參考作用。

　　接頭是機(jī)械產(chǎn)品上常用的連接件之一，O形圈密封接頭作為機(jī)械產(chǎn)品上常用的連接件方式，相互之間的配合選擇正確與否直接關(guān)系到產(chǎn)品的性能可靠性。設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到美制或公制螺紋的接頭，另外O形圈的選用也會(huì)遇到不同標(biāo)準(zhǔn)的，油口尺寸標(biāo)準(zhǔn)也有不同的標(biāo)準(zhǔn)，工程師遇到不同的接頭或面對(duì)眾多的接頭標(biāo)準(zhǔn)往往很迷茫，本文將針對(duì)O形圈平面密封接頭在這標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用方面給予論述，希望能澄清接頭方面的設(shè)計(jì)知識(shí)，為工程師從事接頭設(shè)計(jì)提供經(jīng)驗(yàn)參考。

1、典型的連接方式及結(jié)構(gòu)

　　典型的密封接頭連接方式可以分為螺紋連接孔口O形圈密封以及軸向密封和徑向密封三種。如圖1所示。

圖1密封接頭

2、油口尺寸標(biāo)準(zhǔn)

　　值得說(shuō)明的是油口尺寸標(biāo)準(zhǔn)有不同的標(biāo)準(zhǔn)如SAE/ISO/GB等，對(duì)于公制螺紋的連接，這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的油口尺寸一致，分別是GB/T 2878、ISO 6149-1、SAEJ 2244-1，另外英制螺紋連接的油口尺寸參見(jiàn)ISO 11926-1、SAEJ 1926-1。密封元件的油口型式如圖2、圖3所示。

圖2內(nèi)螺紋溝槽圖3外螺紋溝槽

3、O形圈平面密封接頭相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

　　實(shí)際設(shè)計(jì)中所涉及的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有JB/T 966、GB/T 2878還有ISO和SAE標(biāo)準(zhǔn)，為了方便設(shè)計(jì)參考，總結(jié)見(jiàn)表1，其中DOC-00042是我們公司的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)于此企標(biāo)的合理性在之后給予闡述。

4、ISO 6149、DOC-00042與GB/T 2878的優(yōu)缺點(diǎn)探討

4.1、GB/T 2878標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分析及缺點(diǎn)

　　通過(guò)分析GB/T 2878相關(guān)規(guī)定內(nèi)容，可知：

　　(1)此標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了同ISO 6149一樣的油口尺寸，但是沒(méi)有直接給出對(duì)應(yīng)的柱端螺紋密封接頭標(biāo)準(zhǔn)；

　　(2)此標(biāo)準(zhǔn)中給出了推薦的O形圈采用GB 3452標(biāo)準(zhǔn)，但此O形圈標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于此類(lèi)油口密封形式既有徑向密封又有軸向密封的規(guī)定也不是很明確；

　　(3)由于標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有直接給出對(duì)應(yīng)的柱端螺紋密封接頭標(biāo)準(zhǔn)，只能根據(jù)其選用的O形圈標(biāo)準(zhǔn)GB 3452來(lái)確定柱端螺紋密封接頭尺寸，因此有可能柱端螺紋接頭是非標(biāo)的。

表1相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)匯總

　　實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)GB/T 2878推薦的O形圈不能滿(mǎn)足使用要求，經(jīng)常發(fā)生泄漏，此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的油口尺寸與ISO標(biāo)準(zhǔn)相同，但O形圈推薦GB的規(guī)格，實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)O形圈被過(guò)度擠壓，產(chǎn)生塑性變形，甚至發(fā)生損壞。

4.2、模擬油口與O形圈安裝時(shí)壓縮情況對(duì)比分析

　　為了直觀(guān)描述油口形式尺寸與O形圈配合實(shí)際狀況，我們用AUTOCAD軟件把公制螺紋柱端密封接頭ISO 6149、GB/T 2878、DOC-00042中平面密封油口尺寸和對(duì)應(yīng)O形圈的初始安裝進(jìn)行模擬，準(zhǔn)確計(jì)算O形圈被壓縮的狀況。為了便于表達(dá)，在本文中做以下定義，見(jiàn)圖4。d-表示O形圈的直徑；K-表示油口的斜口高度用；h-表示當(dāng)O形圈的外徑與斜口相切時(shí)，其最高處與端面的距離。

圖4尺寸定義

　　通過(guò)選用幾種典型螺紋規(guī)格：M12、M14、M16、M18、M20、M22、M22、M27、M33、M42、M50、M60，針對(duì)其孔口尺寸及對(duì)應(yīng)O形圈安裝后，測(cè)量出相應(yīng)的h值，統(tǒng)計(jì)匯總后得到的數(shù)據(jù)見(jiàn)圖5。圖中可找出以下幾點(diǎn)規(guī)律：

圖5各標(biāo)準(zhǔn)中油口與O型圈壓縮對(duì)比圖

　　(1)對(duì)于公制螺紋柱端密封標(biāo)準(zhǔn)ISO 6149：選用有兩種O形圈規(guī)格2.2、2.9，當(dāng)同一個(gè)O形圈規(guī)格時(shí)，相應(yīng)的h值都相同；其中螺紋M20、M50由于此標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有給出O形圈標(biāo)準(zhǔn)，因此數(shù)值為空。整個(gè)曲線(xiàn)很有規(guī)律。

　　(2)對(duì)于企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DOC-00042：選用有兩種O形圈規(guī)格2.65、3.55，當(dāng)同一個(gè)O形圈規(guī)格時(shí)，相應(yīng)的h值都相同；整個(gè)曲線(xiàn)很有規(guī)律。

　　(3)對(duì)于液壓元件螺紋連接油口型式和尺寸GB/T 2878：選用有兩種O形圈規(guī)格2.65、3.55，當(dāng)同一個(gè)O形圈規(guī)格時(shí)，相應(yīng)的h值都不完全相同，整個(gè)曲線(xiàn)高低不平，沒(méi)有規(guī)律。

4.3、新標(biāo)準(zhǔn)DOC-00042的優(yōu)點(diǎn)及結(jié)論

　　通過(guò)上表分析所述及實(shí)際應(yīng)用情況可以發(fā)現(xiàn)GB/T 2878推薦的O形圈不合理從而出現(xiàn)問(wèn)題的原因，為了解決此問(wèn)題，仍然采用GB的O形圈，我們根據(jù)ISO 6149和GB/T 3452.3的標(biāo)準(zhǔn)，重新計(jì)算油口尺寸和對(duì)應(yīng)的O形圈，并形成了企業(yè)標(biāo)DOC-00042，實(shí)踐證明該企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)能很好地解決了GB/T 2878帶來(lái)的問(wèn)題，因此可以得出以下結(jié)論：

　　(1)GB/T 2878規(guī)定的油口尺寸正確，但推薦的O形圈不合理，O形圈應(yīng)采用SAEJ515標(biāo)準(zhǔn)，這是設(shè)計(jì)上優(yōu)先選用的標(biāo)準(zhǔn)；

　　(2)至于企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DOC-00042的制定是出于兩個(gè)原因，其一是為了解決歷史設(shè)計(jì)問(wèn)題，仍然用GB的O形圈，可通過(guò)改進(jìn)油口尺寸解決泄漏問(wèn)題，其二是之前SAEJ515標(biāo)準(zhǔn)的O形圈國(guó)內(nèi)采購(gòu)困難。新的設(shè)計(jì)不作為優(yōu)先選用的標(biāo)準(zhǔn)；

　　(3)建議GB/T 2878修改有關(guān)推薦O形圈的規(guī)格，應(yīng)該與ISO 6149的規(guī)定一致。