O型密封圈防水设计要求

标准编号 G/WT130/027 版本 1.0

O型密封圈防水设计要求

制定部门: 工程部 变更履历

版次 1.0 年月日 制定 审核 初版制定 变 更 事 项 批准 08.09.19

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目的：

规范O型密封圈防水设计

适用范 围:

本规范适用于华为射频定制件及附件的O型密封圈防水设计，本规范未规定的项目按国家规范执行。

关键词：

O型密封圈、防水、橡胶

术语和定义：

抗拉强度――又称拉伸强度或拉扯强度，是橡胶的最主要、最基本的性能指标，其值越大，表明橡胶

的性能越好，单位为MPa，橡胶的抗拉强度通常应大于5MPa(导电橡胶除外)。

邵氏硬度――将一定直径的刚性球体压入橡胶试样到一定深度，所需的载荷与其弹性模量的比值，即

为邵氏硬度。橡胶的邵氏硬度一般为30～80度，数值越低，说明橡胶越软。

邵氏硬度亦称为邵(A)硬度，是橡胶最直接的表征参数，在同类橡胶中，不同硬度的橡胶，具有不同的特性。

压缩永久变形――橡胶密封圈（衬垫）在解除压缩后，并不恢复到其原始未压缩的高度，这种特性被

称为压缩永久变形。

压缩永久变形的计算方法：

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图1 压缩永久变形的计算方法

HiHf压缩永久变形＝HiHd X 100%

其中：Hi为橡胶件的初始高度；

Hd为橡胶件受压缩时的高度（承受压缩载荷），正常使用时，Hd为Hi的20～25％；

Hf为橡胶件的最终高度（去掉载荷后的高度）。

抗撕裂强度――指橡胶抵抗裂口处撕开的性能，以单位长度上的抗撕力表示，单位为KN/m。硅橡胶用

于密封时，抗撕裂强度应≥25 KN/m。

伸长率(扯断伸长率)――指橡胶试样在被扯断时，伸长部分与原长度的百分比。用该指

标来表示橡胶的伸长应变能力。用%表示。

耐老化性――橡胶在加工、贮存和使用过程中，会发生老化，引起老化的因素有热、光、

臭氧、生物、高能辐射、屈挠疲劳等。

耐寒性――--通常用脆性温度（℃）表示，脆性温度越低，耐寒性越好。

1. O型密封圈材料的选取

1.1 橡胶选型原则

结构件选用橡胶材料，必须综合考虑橡胶的性能（见本规范表1中的性能指标项）与成本，根据以下原则选用橡胶材料。

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标准编号 G/WT130/027 0版本 1.0  硬度选择邵氏705；

 优先选用硅橡胶；（连接器的防水O型圈必须选硅橡胶）

 无粘接要求的应用，可以选用三元乙丙橡胶，作为硅橡胶的低成本替代方案，但不能用

于连接器的防水O型圈；

1.2 常用橡胶的性能及应用

硅橡胶、三元乙丙橡胶的性能如表1所示。

性能指标 抗拉强度 (MPa) 硫化胶 相对伸长率 (%) 长期工作温度 (℃) 耐寒性(脆化温度 ℃) 邵氏硬度 (°) 抗撕裂强度 KN/m 抗压缩变形 耐老化性(日光) 耐老化性(臭氧) 阻燃性能 耐酸碱性 耐油性 1.3

设计要求

设计图纸上必须注明：材料、硬度、颜色、后处理工艺要求。图纸的技术要求必须注明：所有橡胶零件，都必须进行二段硫化。

硅橡胶 6～12.6 200～800 180～200 -70 30～90 10～50 良～优 优 优 良～优 良 差 三元乙丙橡胶 6～24.5 300～800 80～90 -55 30～95 15～60 良 优 良 良(添加阻燃剂) 优 差 一般模块的防护等级为IP65，某些特殊要求的设备要求IP66。

2 密封

橡胶密封制品一般用于防止液体介质从被密封设备中泄漏出来，或防止外界水、汽、灰尘、泥沙及气体(空气或有害气体)进入被密封的设备内部。

通信产品中的密封属于静态密封，室外型微基站模块的防水密封、高频同轴电缆接头、机柜的防水胶条、O形圈、垫圈等。 2.1 密封橡胶具有的性能

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标准编号 G/WT130/027 版本 1.0 密封所用衬垫的材料必须具备三防（防湿热、防霉菌、防盐雾腐蚀）特性，并根据环境剖面提出相适应的耐候性要求；如果要兼顾EMC对材料就又有新的要求。密封衬垫的形状选择也直接影响密封的效果。

密封衬垫材料要求:

 低的吸水率：所用衬垫和密封材料吸水率应低于0.5％。  抗霉性：0～1级。

 使用温度：由环境剖面给出的极端温度（最高和最低）下，材料不龟裂，发脆或降解变性（如返原，变稀）。

 稳定性：在使用温度范围内，没有有害气体释放。  相容性：在装配中和其它材料相容性好。  耐燃性：耐燃性和抗电弧性好。

 耐候性：室外（I型面）产品需耐紫外线。

2.2 密封橡胶

密封材料种类、性能特点、应用场合，如下表所示。 材料（优选） 硅橡胶 主要特点 1.耐候性好，抗大气老化50年； 用途 适用于没有耐油要求的所有密封件，尤其是耐候性要求高的密封件。 电子设备防水密封件，如隔膜、O型圈、衬垫、保护罩、防水套等；高频器件的绝缘、密封。 (FG型高抗撕) 2.无有害物释放； 3.材料性能的可设计性好； 4.使用温度－60℃～200℃； 5.硬度30～70度； 6．价格较贵。 三元乙丙橡胶 1．密封性能与硅橡胶相仿； 2．耐老化性能优； 3．粘接性差； 4．价格便宜。 2.3 兼顾EMC的防水密封

室外型机柜的防水密封。 兼顾EMC的防水密封采用的是具有EMIS功能的导电衬垫，除对防水有要求外，对EMC有严格要求，通常防护等级应在IP55以上水平。

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标准编号 G/WT130/027 版本 1.0 通常有两种防护方法：

 防水及EMIS分别防护：防水垫在外侧，EMIS衬垫在内侧。  EMIS/水汽密封：用一复合衬垫能达到EMIS/水汽密封要求。

3. 槽的设计

（1）槽的设计原则

槽的尺寸、截面积必需和衬垫变形量相适应，设计原则是：槽的截面积 > 衬垫的截面积。此 设计有利于衬垫压缩后能完全容纳在槽内（平垫除外），使槽的沿和盖板紧密接触，其作用是：

限位：防止衬垫过压，有利于衬垫使用寿命；

EMC：盖板与底座的紧密接触有利于EMC和EMP（电磁脉冲释放）。

（2）槽深

槽深的尺寸是由衬垫的外形和压缩量决定的。影响衬垫压缩量的因素主要由：

 衬垫的外形（截面形状）

 接合面不平度公差愈大，压缩量应增大；  螺孔的间距愈大，压缩量应增大。

常用的O形、D型圈衬垫压缩量控制在18～25％，最大不超过30％（低温环境使用时压缩量尽量设计到30%，压缩量的设计要考虑槽及O型圈的公差问题。空心结构和泡沫衬垫压缩量通常在50％）。以O形圈为例：

槽深 H＝衬垫直径（或高度）×（1-衬垫压缩率％） 简化成： H＝O形圈直径×0.75

（3）槽宽

当槽深H确定后，槽宽W是H的函数，通常变化不会太大。由于槽宽将影响到模块外形尺寸，设计师对W尺寸会精打细算。

槽宽W＝O形圈截面积/H（槽深）×（110％～120％）

系数110～120％是控制槽的裕量以保证衬垫能完全容纳在槽内。

（4）槽及螺栓孔的精度

法兰上槽的公差（槽深或槽宽）应控制在0.05毫米以内，以保证槽的截

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标准编号 G/WT130/027 版本 1.0 面积相对于衬垫的截面积有≥10％的裕量。保证槽对衬垫压缩后的限位保护作用。

螺孔的位置公差，应保证在0.13毫米以内，对冲压或铸件孔可放宽到0.2毫米。

（5）控制槽、胶圈公差时，应遵循的原则

由于O型，D型圈在长度方向，极易变形，因此在控制槽及胶圈公

差时，应遵循下述原则：

 胶圈长度取负公差

胶圈的长度≤槽的长度，通常胶圈的负公差控制在-0.5％～-1％（如

圈的长度大于槽的长度将导致胶圈在槽内过容，弯曲甚至无法装配）。

 当槽尺寸为A时（长度），胶圈的长度公差应标为 B0-C C=A×0.5％～1％

反之，如胶圈尺寸已确定，设计槽时，应取正公差

5．常用O型密封圈静态使用时之相对槽尺寸表（仅供参考）

密封圈线径C/S 1.00 1.50 1.60 1.78 1.90 2.00 2.40 2.50 2.62 槽深 t 0.80 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.80 1.90 2.00 槽宽 b 1.30 1.90 2.10 2.30 2.40 2.60 3.10 3.20 3.36 密封圈线径C/S 5.00 5.33 5.50 5.70 6.00 6.50 6.99 7.00 7.50 槽深 t 4.00 4.30 4.50 4.65 4.80 5.20 5.60 5.60 6.00 槽宽 b 6.14 6.48 6.60 6.86 7.36 7.98 8.60 8.60 9.20

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