Groove Dimension Calculator
Calculate optimal groove dimensions for static and dynamic O-ring applications based on AS568 standards.
Calculated Groove Dimensions
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Compression & Stretch Calculator
Calculate compression ratio, stretch percentage, and stress factors for optimal sealing performance.
Calculated Compression & Stretch
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Engineering Guidelines
Static Applications
- Compression: 15-25%
- Stretch: 1-5%
- Fill Ratio: 70-85%
- Surface Finish: 16-32 μin Ra
Dynamic Applications
- Compression: 10-20%
- Stretch: 2-8%
- Fill Ratio: 65-80%
- Surface Finish: 8-16 μin Ra
High Pressure
- Compression: 20-30%
- Back-up rings recommended >1500 PSI
- Extrusion gap: 0.003-0.005"
- Shore A durometer: 75-90
High Temperature
- Reduced compression: 10-18%
- FFKM materials recommended >400°F
- Increased clearances for expansion
- Consider thermal cycling effects
O-Ring失效模式工程计算
挤出失效计算
最大间隙计算公式
G = 0.1 × P^0.5
G = 最大间隙(mm), P = 系统压力(MPa)
G = 最大间隙(mm), P = 系统压力(MPa)
应用示例:
- 10 MPa压力 → 最大间隙 0.32mm
- 50 MPa压力 → 最大间隙 0.71mm
- 100 MPa压力 → 最大间隙 1.0mm
预防措施设计
当P > 15 MPa时，必须使用挡圈(Back-up Ring)。推荐材料: PTFE(低温) 或 PEEK(高温)，厚度 = 0.6-0.8 × CS。
压缩永久变形预测
Arrhenius寿命预测模型
t = A × e^(E/RT)
t=寿命(小时), A=频率因子, E=活化能(J/mol), R=气体常数, T=绝对温度(K)
t=寿命(小时), A=频率因子, E=活化能(J/mol), R=气体常数, T=绝对温度(K)
NBR材料参数:
E = 65,000 J/mol
A = 1.2 × 10^8
E = 65,000 J/mol
A = 1.2 × 10^8
FKM材料参数:
E = 85,000 J/mol
A = 2.8 × 10^9
E = 85,000 J/mol
A = 2.8 × 10^9
实际寿命预测实例
80°C工况下NBR 70A:
• 15%压缩率: 预期寿命 45,000小时(5.1年)
• 20%压缩率: 预期寿命 32,000小时(3.7年)
每增加5°C温度，寿命减少50%
💡 工程建议: 实际设计时应保留2-3倍安全系数
专业工程计算公式库
接触应力计算
Hertz接触理论
σ = 0.418 × √(E × P × δ / R)
σ = 最大接触应力 (MPa)
E = 弹性模量 (NBR: 5-15MPa, FKM: 8-25MPa)
P = 接触压力 (MPa)
δ = 压缩变形量 (mm)
R = 接触半径 (mm)
安全设计: σ < 0.7 × 抗拉强度
密封压力计算
最小密封压力
P_seal = k × P_system + P_0
k = 安全系数 (静密封: 1.5, 动密封: 2.0)
P_system = 系统工作压力
P_0 = 预压缩产生的初始密封压力
P_0计算:
P_0 = E × ε × (1-ν) / [(1+ν)(1-2ν)]
ε=压缩应变, ν=泊松比(橡胶≈0.5)
推荐压缩率: 15-25% (静), 8-15% (动)
热膨胀补偿
热膨胀系数修正
ΔL = α × L × ΔT
材料热膨胀系数 (×10⁻⁵/°C):
NBR: 15-18
FKM: 12-15
EPDM: 16-20
Silicone: 20-25
沟槽设计修正:
宽度预留: +2% × ΔT/100°C
深度预留: +1.5% × ΔT/100°C
关键: 考虑材料与沟槽差异膨胀