O型圈(quān)設計、使用(yong)不當會加(jiā)速它的損(sun)壞，喪失密(mi)封性能。實(shí)驗表明，如(ru)密封裝置(zhì)各部分設(shè)計合理，單(dan)純地提高(gao)壓力，并不(bú)會造成O型(xíng)圈的破壞(huai)。在高壓、高(gao)溫的♻️工作(zuò)條件下，O型(xing)圈破壞的(de)主要原因(yin)是O型圈材(cai)料的永久(jiǔ)變形🔴和O型(xing)圈被擠入(ru)密封間隙(xi)而引起的(de)間隙🎯咬傷(shāng)一級O型圈(quan)在運動時(shí)🌏出現扭曲(qǔ)現☔象。

1、永久(jiu)變形

由于(yu)O型圈密封(fēng)圈用的合(hé)成橡膠材(cái)料是屬于(yu)粘彈性材(cái)料，所以初(chū)期設定的(de)壓緊量和(hé)回彈堵塞(sai)能力經長(zhang)時間的使(shi)✌️用，會産生(sheng)🔞永久變形(xíng)而逐漸喪(sàng)失，最終發(fa)生洩漏。永(yong)久變形和(hé)彈力消失(shī)是O型圈失(shī)去密封性(xìng)能的主要(yao)原因，以下(xia)是造成永(yong)久變形的(de)主要原因(yin)。

1).壓縮率和(he)拉伸量與(yǔ)永久變形(xing)的關系

制(zhi)作O型圈所(suǒ)用的各種(zhǒng)配方的橡(xiàng)膠，在壓縮(suo)狀态下都(dou)會産生壓(ya)縮應力松(song)弛現象，此(ci)時，壓縮應(ying)力随着✉️時(shi)間的增長(zhang)而減小。使(shǐ)用時間越(yue)長、壓縮率(lǜ)和拉伸量(liang)越大，則由(yóu)橡膠應力(li)松弛而産(chan)生的🏃🏻‍♂️應力(li)下降就🆚越(yue)大，以緻O型(xíng)圈彈性⛷️不(bú)足，失去密(mi)封能力。因(yīn)此，在允💯許(xu)的使用條(tiao)⭐件下，設法(fa)降低壓縮(suo)率是可取(qǔ)的。增加O型(xíng)圈的截面(miàn)尺☔寸是降(jiang)低壓縮率(lü)最簡單的(de)方👌法，不過(guò)這會帶來(lai)結構尺寸(cùn)的增加。

應(yīng)該注意，人(rén)們在計算(suan)壓縮率時(shí)，往往忽略(lue)了O型圈在(zai)裝配時受(shou)拉伸而引(yin)起的截面(mian)高度的減(jian)小。O型圈截(jie)面面積的(de)變化是與(yu)其周長的(de)變化成反(fan)比的。同時(shí)，由于拉力(lì)的作用，O型(xing)圈的截面(miàn)形狀也會(hui)發生變✏️化(hua)，就表現♌為(wei)其高度的(de)減小。此外(wai)，在表面張(zhāng)力作用下(xià)，O型圈的外(wài)表面變得(dé)更🔞平了，即(ji)截面㊙️高度(dù)略有減小(xiao)。這也是O型(xíng)🐆密✉️封圈壓(yā)縮應力松(sōng)弛的一種(zhong)表👅現。

O型圈(quan)截面變形(xíng)的程度，還(hái)取決于O型(xing)圈材質的(de)硬度。在拉(lā)伸量相㊙️同(tóng)的情況下(xià)，硬度大的(de)O型圈，其截(jié)面高度也(yě)減小較多(duo)，從這一點(dian)看，應該按(àn)照使用條(tiao)件盡量選(xuan)用低硬度(dù)的材質🌈。在(zai)液體☀️壓力(lì)和張力的(de)作用下，橡(xiang)膠材料的(de)O型密封圈(quān)也會逐漸(jiàn)發生塑性(xing)變形🈲，其截(jié)面高度會(hui)相應減小(xiao)，以緻最後(hou)失去密封(fēng)能力。

2).溫度(du)與O型圈馳(chí)張過程的(de)關系

使用(yong)溫度是影(ying)響O型圈永(yǒng)久變形的(de)另一個重(zhòng)要因素。高(gao)溫會加✔️速(su)橡膠材料(liao)的老化。工(gong)作溫度越(yue)高，O型圈的(de)壓縮永久(jiu)變形就越(yue)大。當永久(jiǔ)變形大于(yu)40%時，O型圈就(jiu)失去了密(mi)封能力而(ér)發生洩漏(lòu)。因壓縮變(biàn)形而在O型(xíng)圈的橡膠(jiao)材料中形(xing)成的初始(shǐ)應力💛值，将(jiāng)随着O型圈(quan)的馳張☔過(guò)程和溫度(du)下降的作(zuò)用而逐漸(jian)降低以緻(zhi)消失。

溫度(dù)在零下工(gōng)作的O型圈(quān)，其初始壓(ya)縮可能由(yóu)于溫度🙇‍♀️的(de)急☁️劇降🏒低(dī)而減小或(huo)完全消失(shi)。在-50~-60℃情況下(xià)，不耐低溫(wēn)的橡膠材(cái)💔料會完全(quan)喪失初始(shǐ)應力;即使(shi)耐低溫的(de)橡膠材料(liào)，此時的初(chu)始應✂️力也(ye)不會大于(yú)20℃時初始應(yīng)力的25%。這是(shì)因為O型圈(quān)的初始壓(yā)縮量取決(jué)于線😍脹系(xì)數。所以，選(xuan)取初始壓(ya)縮量時，就(jiù)必須保證(zhèng)在由于馳(chí)張過程和(he)溫度下降(jiang)而造成應(yīng)力下降後(hou)仍有足夠(gòu)的密封能(neng)力。溫度在(zai)零下工作(zuò)的O型圈,應(ying)特别注意(yì)橡膠材料(liào)的⁉️恢複指(zhǐ)數和變形(xíng)指數。

綜上(shang)所述，在設(she)計上應盡(jin)量保證O型(xing)圈具有适(shi)宜的工📐作(zuò)溫度，或選(xuan)用耐高、低(di)溫的O型圈(quān)材料，以延(yán)長使用壽(shòu)命。

3).介質工(gong)作壓力與(yǔ)永久變形(xíng)

工作介質(zhi)的壓力是(shi)引起O型圈(quan)永久變形(xing)的主要因(yīn)素。現代液(yè)壓設備的(de)工作壓力(li)正日益提(ti)高。長時間(jiān)的高壓作(zuò)用會使O型(xing)❌圈發🐕生永(yǒng)久變形。因(yīn)此，設計時(shi)應根據工(gong)作壓力選(xuan)用适當的(de)😍耐壓橡膠(jiāo)材料。工作(zuo)壓力越高(gao)，所用材料(liao)的硬度和(hé)耐高壓性(xìng)能也應越(yuè)高。

為了改(gai)善O型圈材(cai)料的耐壓(yā)性能，增加(jia)材料的彈(dàn)性(特别是(shì)增加材料(liào)在低溫下(xià)的彈性)、降(jiang)低材料的(de)壓縮永久(jiu)變形，一🈚般(ban)需要改進(jìn)材料的配(pèi)方，加入增(zēng)塑✌️劑。但是(shi)，具有增塑(sù)劑的⭐O密封(fēng)形圈，長時(shi)間在工作(zuò)介質中浸(jin)泡，增塑劑(jì)會逐漸被(bèi)工作介質(zhi)吸🌈收，導緻(zhi)O型密封圈(quān)體積🌈收縮(suō)，甚至可能(néng)使O型密封(fēng)圈産生負(fu)壓縮(即在(zài)O型密💋封圈(quān)和被密封(fēng)件的表面(miàn)之間出現(xiàn)間隙)。因此(ci)，在計算O型(xing)密封圈壓(yā)縮量和進(jin)行模具設(she)計時，應充(chong)分考慮到(dào)這🔅些收縮(suō)量。應使壓(ya)制出的O型(xing)密封圈在(zai)工🔞作介質(zhì)中浸泡5~10晝(zhòu)夜後仍能(neng)保持必要(yào)的尺寸。

O型(xing)圈材料的(de)壓縮永久(jiu)變形率與(yu)溫度有關(guān)。當變形率(lü)在40%或🙇🏻更大(da)🌈時，即會出(chū)現洩漏，所(suǒ)以幾種膠(jiao)料的耐⭐熱(re)性界限為(wei):丁腈橡膠(jiāo)70℃，三元乙丙(bǐng)橡膠100℃，氟橡(xiang)膠140℃。因此各(ge)國對O型圈(quān)的永久變(biàn)形作了規(guī)定。中國标(biāo)準橡膠材(cai)料的O型圈(quān)在不同☂️溫(wēn)度下的尺(chi)寸變化見(jiàn)表。同一💯材(cai)料的O型圈(quān)💘，在同一溫(wen)度♌下，截面(miàn)直徑大的(de)O型圈壓縮(suō)永久變形(xíng)率較低。

在(zài)油中的情(qing)況就不同(tóng)了。由于此(ci)時O型圈不(bú)與氧氣接(jiē)觸🌈，所🔅以上(shang)述不良反(fǎn)應大為減(jian)少。加之又(you)通常會引(yǐn)起膠料有(yǒu)一定的膨(peng)脹，所以因(yin)溫度引起(qǐ)的壓縮🍓永(yǒng)久變形率(lǜ)将被抵消(xiao)。因此，在油(yóu)中的耐熱(rè)性大為提(ti)高。以丁腈(jīng)橡膠為♋例(lì)，它的工⁉️作(zuò)溫度可😄達(da)120℃或更高。

2、間(jiān)隙咬傷

被(bèi)密封的零(líng)件存在着(zhe)幾何精度(du)(包括圓度(du)、橢圓度、圓(yuán)🐪柱度、同♈軸(zhou)度等)不良(liáng)、零件之間(jian)不同心以(yi)及高壓下(xià)内♈徑脹大(da)等現象，都(dou)會引起密(mì)封間隙的(de)擴大和間(jiān)隙擠出現(xiàn)象的加劇(ju)。O型圈的㊙️硬(yìng)度對間隙(xi)擠出現象(xiang)也有明顯(xian)的影響💃。液(yè)體或氣體(ti)的壓力越(yue)高，O型圈材(cai)料硬度越(yue)小，則O型圈(quān)的間隙擠(ji)出現象越(yuè)嚴重。

防止(zhǐ)間隙咬傷(shāng)的措施是(shi)，對O型密封(feng)圈的硬度(du)和密封間(jian)隙加🐕以嚴(yan)格的控制(zhi)。選用硬度(du)合适的密(mì)封材料控(kong)制間隙。常(chang)用的O型圈(quan)的硬度範(fàn)圍是HS60~90。低硬(ying)度者‼️用于(yú)低✉️壓，高硬(ying)度者用于(yu)高壓。配用(yong)适當的密(mì)封圈保護(hù)擋圈，是防(fang)止O型圈被(bèi)擠入間隙(xi)的有效方(fāng)法。

3、扭曲現(xian)象

扭曲是(shì)指O型圈沿(yan)周向發生(sheng)扭轉的現(xiàn)象，扭曲現(xiàn)象一般發(fa)生在動密(mi)封狀态。

O型(xing)圈如果裝(zhuang)配的妥善(shàn)，并且使用(yòng)條件适當(dāng)，一般不❗大(da)容🏃‍♀️易在往(wǎng)複在往複(fú)運動狀态(tài)下産生滾(gǔn)動或扭🐕曲(qu)，因為O型圈(quān)與溝槽的(de)接觸面積(jī)大于在滑(huá)動表面上(shang)的摩擦接(jie)觸面積，而(er)且O型圈㊙️本(ben)身的抗拒(jù)能力原來(lai)就能阻止(zhǐ)扭曲。摩擦(cā)力的分布(bù)也趨向保(bao)持O型圈在(zài)其溝槽中(zhong)🙇🏻靜止不動(dong)，因😄為靜摩(mó)擦大🧡于滑(huá)動摩擦，而(ér)且溝槽表(biǎo)💯面的粗糙(cao)度一般不(bú)如滑動表(biao)面💘的粗糙(cao)度。

引起扭(niǔ)曲損傷的(de)原因很多(duo)，其中最主(zhu)要的是由(yóu)于活塞、活(huo)塞㊙️杆和缸(gang)筒的間隙(xi)不均勻、偏(piān)心過大、O型(xing)圈斷面直(zhi)徑不均勻(yun)等造成，由(you)于造成O型(xíng)圈在一周(zhōu)多受的摩(mo)擦力不均(jun)勻，O型🌈圈的(de)某些部分(fen)摩擦過大(dà)，發生扭曲(qǔ)。通常，斷面(miàn)尺寸較小(xiǎo)的O型圈，容(rong)易産生摩(mo)擦✏️不均勻(yún)造成扭曲(qǔ)(運動用O型(xíng)圈比固定(ding)用O型圈的(de)斷📱面直徑(jìng)大就是這(zhe)個道理)。

另(ling)外，由于密(mi)封溝槽存(cún)在着同軸(zhou)度偏差，密(mi)封高度不(bu)相等💘以❓及(jí)O型圈截面(mian)直徑不均(jun1)勻等現象(xiàng)，可能使得(de)O型圈的一(yī)部分壓縮(suo)過大，另一(yī)部分過小(xiǎo)或不受壓(ya)縮。當溝槽(cao)存♊在偏心(xin)㊙️即同軸🏃‍♀️偏(piān)差大于O型(xíng)圈的壓縮(suo)量時，密封(fēng)會完全失(shi)效。密封溝(gou)槽同軸度(du)偏差大🐉的(de)另一個害(hài)處是使O型(xíng)密封圈沿(yán)圓周壓縮(suō)不均。

此外(wài)還有由于(yú)O型圈截面(miàn)直徑、材質(zhi)硬度、潤滑(huá)油膜厚度(dù)等的不均(jun1)以及密封(feng)軸表面粗(cū)糙度等因(yīn)素的影響(xiang)，導緻O型圈(quān)的一部分(fèn)沿工作表(biao)面滑動，另(ling)一部分則(zé)發🐉生滾動(dòng)，從而造成(cheng)O型圈的扭(niu)曲📱。運動用(yòng)O型圈很容(rong)易因扭曲(qu)而損壞，這(zhe)是密封裝(zhuāng)置發生損(sun)壞和洩漏(lòu)♊的重要原(yuán)因⭐。因此提(ti)高密封溝(gou)槽的加工(gong)精密度以(yǐ)及減小偏(piān)心是保證(zhèng)💋O型圈具有(yǒu)可靠的密(mì)封性和壽(shou)命的重要(yào)因素。

安裝(zhuāng)密封圈不(bú)應是它處(chu)于扭曲狀(zhuàng)态。假如在(zai)安裝時就(jiù)被扭📧曲，則(ze)扭曲損傷(shang)就會很快(kuai)發生。在工(gong)作中，扭曲(qǔ)現象會将(jiang)O型圈🐆切斷(duàn)，産生大量(liang)漏油，而且(qie)切斷的O型(xing)圈會混到(dao)液壓系統(tǒng)的其他部(bù)位，造成重(zhong)大事故。

為(wéi)了防止O型(xing)圈的扭曲(qu)損傷，在設(she)計時應注(zhu)意以下幾(jǐ)點：

1).O型圈安(ān)裝溝槽的(de)同心度大(dà)小，應從加(jiā)工方便和(he)不産生扭(niu)曲現象兩(liǎng)個方面來(lái)考慮。

2).O型圈(quān)斷面尺寸(cun)應均勻，并(bing)且在每次(ci)安裝時都(dou)應在🔆密封(feng)部位充分(fen)塗抹潤滑(huá)油或潤滑(huá)脂。有時也(yě)可以采用(yong)浸透潤滑(huá)油的氈圈(quan)式加油裝(zhuāng)置。

3).加大O型(xíng)圈的截面(miàn)直徑，動密(mi)封用O型密(mì)封圈的截(jié)面直徑一(yi)般應❓大于(yu)靜密封用(yong)O型圈;此外(wai)，O型圈應避(bì)免用作🐕大(dà)直徑活塞(sai)的♉密封。

4).在(zài)低壓下也(yě)産生扭曲(qǔ)損傷時，可(kě)使用密封(fēng)圈保護❗擋(dǎng)㊙️圈。

5).降低缸(gang)筒和活塞(sai)杆的表面(mian)粗糙度。

6).采(cai)用低摩擦(ca)系數的材(cái)料制作O型(xíng)密封圈。

7).可(ke)用不易産(chan)生扭曲現(xian)象的密封(feng)圈代替O型(xing)圈。

4、磨粒磨(mó)損現象

當(dāng)密封的間(jian)隙具有相(xiang)對運動時(shi)，工作環境(jing)中的灰塵(chén)和沙💔粒等(deng)被粘附在(zai)活塞杆表(biǎo)面，并随着(zhe)活塞杆的(de)往複運動(dòng)與油膜一(yi)起被帶入(ru)缸内，成為(wei)侵入O型密(mi)封圈表面(miàn)的磨粒，加(jiā)速O型圈的(de)磨損，以緻(zhi)其失去密(mì)封性。為了(le)避免這種(zhong)情況發生(shēng)，在往複運(yun)動式密封(feng)裝置的外(wai)🔅伸軸端處(chù)必須使用(yong)防塵🔆圈。

5、滑(hua)動表面對(duì)O型圈的影(yǐng)響

滑動表(biao)面的粗糙(cāo)度是影響(xiǎng)O型圈表面(mian)摩擦與磨(mó)損🏒的直接(jie)因素。一般(ban)地說，表面(mian)光潔摩擦(cā)與磨損就(jiu)小，所以⛱️滑(huá)動💘表面的(de)粗糙度數(shù)值往往很(hěn)低(Ra0.2~0.050μm)。但是，試(shì)驗✊表明，表(biǎo)面粗糙過(guo)低(Ra低于0.050μm)又(you)會給摩擦(cā)與磨損帶(dài)來不利的(de)影響。這是(shi)因為微小(xiǎo)的表面凹(āo)凸🧑🏾‍🤝‍🧑🏼不平，可(kě)以保持必(bi)要的🏃潤滑(huá)油膜。因🆚此(ci)要選擇适(shi)當的表面(miàn)要💔求。

滑動(dòng)表面的材(cái)質對O型圈(quān)的壽命也(yě)有影響。滑(huá)動表面材(cai)🐕質的硬度(du)越大、耐磨(mó)性越高、保(bao)持光潔的(de)能力就越(yue)強，O型圈的(de)壽命也就(jiù)越長。這也(ye)是液壓缸(gāng)活塞杆表(biao)面鍍鉻的(de)重要原因(yin)。同理🧑🏾‍🤝‍🧑🏼可以(yi)解釋具有(you)同樣粗糙(cao)度的用銅(tong)、鋁合金制(zhi)成的滑動(dòng)表面☎️比鋼(gāng)制滑👈動表(biao)面對密☂️封(feng)圈的摩擦(ca)與磨損更(gèng)為嚴重，低(dī)硬度✍️、大壓(ya)縮量的密(mi)封圈不如(ru)高硬度、小(xiao)壓縮量的(de)密封圈耐(nài)用的情況(kuàng)。

6、摩擦力與(yu)O型圈的應(yīng)用

在動密(mì)封裝置中(zhong)，摩擦與磨(mó)損是O型圈(quan)損壞的重(zhong)要⛹🏻‍♀️影🈲響因(yin)素。磨損程(chéng)度主要取(qǔ)決于摩擦(cā)力的大小(xiǎo)。當液體壓(ya)力微小時(shi)，O型圈摩✏️擦(cā)力的大小(xiǎo)取決于它(tā)的預壓縮(suo)量。當工✊作(zuo)液體承受(shòu)壓力時，摩(mo)擦力随之(zhī)工🌈作壓力(li)的增加而(er)增⚽大。在工(gong)作壓力小(xiao)于20MPa的情況(kuang)下，近似地(di)呈線形關(guan)系。壓力大(da)于20MPa時，随着(zhe)壓力的增(zēng)加🥰，O型圈與(yǔ)金屬💜表面(mian)接觸面積(ji)的增加也(ye)逐漸緩慢(màn)，摩擦力的(de)增加也相(xiang)🌈應緩慢。在(zài)正常情況(kuang)下，O型圈的(de)使用☎️壽命(ming)随着液體(ti)壓力的升(shēng)高将會近(jìn)似的呈平(píng)方關系而(er)減小。

摩擦(ca)力的增加(jia)，使得旋轉(zhuǎn)或往複運(yùn)動的軸與(yu)O型密封圈(quan)🙇🏻之間産生(sheng)大量的摩(mó)擦熱。由于(yu)多數O型圈(quān)都是用橡(xiang)膠制🐆成的(de)，導熱性極(ji)差。因此，摩(mó)擦熱就會(hui)引起橡膠(jiao)的老化，導(dǎo)緻O型圈實(shi)效，破壞其(qi)密‼️封性📱能(néng)。摩🔞擦還會(hui)引起O型圈(quan)表面損傷(shang)，使壓縮量(liàng)減小。嚴♻️重(zhòng)的☂️摩擦會(huì)很快引🧡起(qi)O型圈的表(biǎo)面損壞，失(shī)去密封性(xìng)。作氣動往(wang)複運動用(yong)密封時，摩(mó)擦熱還會(hui)引起粘着(zhe)，造成摩擦(ca)力進一步(bù)增加。

運動(dong)用密封在(zai)低速運動(dong)時，摩擦阻(zǔ)力還是引(yǐn)起爬行的(de)一個因素(su)，影響元件(jian)和系統的(de)工作性能(neng)。所以對運(yun)動密封來(lai)說，摩擦性(xìng)✂️是重要性(xing)能之一。摩(mó)擦系✨數是(shì)摩擦特性(xing)的一個👣評(píng)價指标，合(he)成橡膠摩(mó)擦系數較(jiào)大，由于密(mì)封在🤩運動(dòng)狀态時，通(tong)常處于工(gōng)作油✂️液或(huò)潤滑劑參(can)與的混合(he)潤滑狀态(tai)，摩擦系數(shu)一般🍉在0.1以(yi)下。摩擦力(lì)的大小在(zài)很大程度(du)上取決于(yu)被密封件(jian)的表面💜硬(ying)度與表面(mian)粗糙度。

7、焦(jiao)耳熱效應(ying)

橡膠材料(liao)的焦耳熱(rè)效應，是指(zhǐ)處于拉伸(shen)狀态的橡(xiang)膠👌遇熱産(chan)生收縮的(de)現象。在安(ān)裝O型圈時(shí)，為了使它(tā)在密封溝(gou)槽内♋不産(chan)生竄動，在(zai)用作往複(fú)運動密封(fēng)時，不産✔️生(shēng)扭曲現象(xiàng)，一般使它(tā)☁️處于某種(zhong)程度的拉(la)伸狀态。但(dan)⭐如果将這(zhè)種安裝方(fang)法用于旋(xuán)轉運動，就(jiu)會産生不(bu)良的結果(guǒ)。本來已經(jing)緊箍在旋(xuán)轉軸上的(de)O形密封圈(quan)，因旋🥵轉運(yùn)動産生的(de)摩擦熱而(er)收縮，進而(ér)使這種緊(jǐn)箍力增大(da)，這樣，産生(sheng)摩擦熱→收(shōu)縮→緊箍力(li)增🌈大→産生(sheng)摩擦熱→……，如(ru)🐕此反複循(xun)環，就大大(dà)地促進了(le)橡膠的老(lao)化和磨損(sǔn)。

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