當(dāng)密封承受高壓差作用時(shí)，密封材料在壓力下流動(dòng)變形，一部份嵌入密封面之間的間隙，同時(shí)在O型圈內(nèi)部形成了一個(gè)剪切應(yīng)力，隨著橡膠密封件所承受的壓差增高，一旦材料的變形超過(guò)了其線性形變的彈性極限，在剪切應(yīng)力的作用下，O型圈將被撕裂一部份，這時(shí)，O型圈將因?yàn)閿D出破壞而喪失密封能力。
  迫使密封材料流向密封間隙的力為F=ps=p12DΔdπ(2)O形圈的摩擦力為<1>Ff=2πfDl0p(3)式中，f為摩擦系數(shù);l0為接觸面寬度;p為密封壓差。那么，使密封圈發(fā)生擠出破壞的剪應(yīng)力為τ=F-FfDπl(wèi)0=p(Δdl0-2fl0)(4)由式(4)可見(jiàn)，當(dāng)l0為定值，在p和f一定的情況下，密封間隙Δd越小，迫使密封材料流向密封間隙的變形破壞力也就越小。
  所以，減小Δd可以在一定程度上降低F，也就是說(shuō)，密封材料相同，減小Δd可以提高其密封能力。因此，當(dāng)O形圈材料和密封面加工質(zhì)量相同時(shí)，在被密封材料和工況都相同的情況下，密封間隙越小，則密封能力就越強(qiáng)，能承受的壓力就越高。
  美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL2G25514F以截面尺寸為5.33mm、規(guī)格22325～22348的O形圈為例，設(shè)計(jì)軸溝槽的密封尺寸。由查表所得數(shù)據(jù)可知，它們之間的最小密封間隙為0.038mm，最大密封間隙為0.088mm，各種規(guī)格O形圈的密封間隙的變化范圍是一定的。所以，美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL2G25514F采用了等密封能力的設(shè)計(jì)原則。美國(guó)工業(yè)靜密封標(biāo)準(zhǔn)同樣以截面尺寸為5.33mm、規(guī)格為22325～22348的O形圈為例，設(shè)計(jì)軸溝槽的密封尺寸。
  由查表所得數(shù)據(jù)可知，各種規(guī)格O形圈的密封間隙的變化范圍也是一定的<3>。同樣，其設(shè)計(jì)也采用了等密封能力的設(shè)計(jì)原則。采用美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL2G25514F以截面尺寸為3.55mm、d=30～200mm的O形圈為例，O形圈的選取規(guī)格范圍從22119～22442.查標(biāo)準(zhǔn)得到其密封間隙T′f的數(shù)學(xué)期望EX=0.16mm.美國(guó)工業(yè)靜密封標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL2G25514F一樣。
  以22340為例，缸直徑分別為DG=95.174mm(3.747英寸)，DJ=94.996mm(3.74英寸)，溝槽直徑分別為FG=86.614mm(3.410英寸)，F(xiàn)J=85.623mm(3.371英寸)。美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)要求的密封材料壓縮量比美國(guó)工業(yè)靜密封標(biāo)準(zhǔn)要小。對(duì)于井下工具，在保證密封性能的情況下，較小的壓縮量有利于減小摩擦力，便于井下工具的裝卸和使用。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3452.3―1988的密封能力設(shè)計(jì)采用了等加工精度設(shè)計(jì)原則。
  美國(guó)工業(yè)靜密封標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL2G25514F都采用等密封能力設(shè)計(jì)原則。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3452.3―1988、美國(guó)工業(yè)靜密封標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL2G25514F均符合文獻(xiàn)<2>中對(duì)于邵氏硬度為90的O型密封圈在70MPa工作壓差下的最大間隙要求。在井下工具常用的直徑尺寸范圍(30～200mm)內(nèi)，對(duì)于獲得同樣的密封能力，選擇美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL2G25514F可以降低設(shè)計(jì)制造的精度要求。