O型圈(quān)設計、使用(yong)不當會加(jia)速它的損(sun)壞，喪失密(mì)封性能。實(shí)驗表明，如(rú)密封裝置(zhì)各部分設(shè)計合理，單(dān)純地提高(gāo)壓力，并不(bú)會造成O型(xing)✔️圈的破壞(huài)。在高壓、高(gāo)溫的工作(zuò)條件下，O型(xíng)🔞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(rù)密封間隙(xi)而引起的(de)間隙♌咬傷(shang)一級O型圈(quan)在運動時(shí)出現扭曲(qǔ)現✉️象。

1、永久(jiǔ)變形

由于(yú)O型圈密封(fēng)圈用的合(hé)成橡膠材(cai)料是屬于(yu)粘彈性❌材(cái)料，所以初(chu)期設定的(de)壓緊量和(he)回彈堵塞(sai)能力經長(zhǎng)時間的使(shǐ)用，會産生(shēng)🛀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(shi)是O型圈失(shi)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(yu)永久變形(xing)的關系

制(zhi)作O型圈所(suo)用的各種(zhǒng)配方的橡(xiang)膠，在壓縮(suo)狀态下都(dou)👣會産生壓(ya)☀️縮應力松(sōng)弛現象，此(ci)時，壓縮應(ying)力随着時(shi)間的增長(zhǎng)而🐇減小❌。使(shi)用時間越(yue)長、壓縮率(lǜ)和拉伸量(liang)越大，則由(you)橡🧡膠應力(lì)松弛而産(chǎn)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(yin)此，在允㊙️許(xǔ)的使用條(tiáo)件下，設法(fǎ)降低壓縮(suō)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(lái)結構尺寸(cun)的增加。

應(yīng)該注意，人(rén)們在計算(suàn)壓縮率時(shi)，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(jiǎn)小。O型圈截(jié)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(li)的作用，O型(xíng)圈的截📞面(miàn)形狀也會(hui)發生變化(hua)，就表現為(wéi)其高度的(de)減小。此📐外(wai)，在表面張(zhang)力作用下(xia)，O型圈的外(wài)🏃表面變得(de)更平了，即(ji)截面高度(dù)略有減小(xiao)。這也是O型(xing)密封圈壓(yā)縮應力🆚松(sōng)弛的一種(zhǒng)表現。

O型圈(quān)截面變形(xíng)的程度，還(hái)取決于O型(xíng)圈材質的(de)硬度。在🈲拉(lā)伸量❄️相同(tong)的情況下(xià)，硬度大的(de)O型圈，其截(jie)面高度也(ye)減小較多(duō)，從這👨‍❤️‍👨一點(dian)📐看，應該按(an)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(xiàng)膠材料的(de)O型密⭐封圈(quan)也會逐漸(jian)發生塑性(xìng)變形♉，其截(jie)面高度會(huì)相應減小(xiǎo)，以緻最後(hòu)失去密封(feng)能力。

2).溫度(dù)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(yong)久變形的(de)另一個重(zhong)要因素。高(gao)溫會加速(sù)橡膠材料(liào)的老化。工(gōng)作溫度越(yuè)高，O型🆚圈的(de)壓縮永久(jiǔ)🈲變形就越(yuè)大。當永久(jiǔ)變形大于(yú)40%時，O型圈就(jiu)失去了密(mì)封能力而(er)發生洩漏(lou)。因壓縮變(bian)形而在O型(xíng)圈的橡膠(jiāo)材料中形(xíng)成的初始(shi)應力值，将(jiang)随着⚽O型圈(quan)的馳張過(guò)程和溫度(dù)下降的作(zuo)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(yā)縮可能由(you)于溫度的(de)急劇降低(dī)而減小或(huò)完全消失(shi)。在-50~-60℃情況下(xià)，不耐低溫(wēn)的橡膠材(cai)料會完全(quán)喪失初始(shǐ)應力;即使(shi)耐低👅溫的(de)橡膠材料(liào)，此時的初(chū)始應💔力也(ye)不🤟會大于(yú)20℃時初始應(ying)力的25%。這是(shì)因為O型圈(quān)的初始壓(ya)縮量😘取決(jué)于線🈚脹系(xi)數。所以，選(xuan)取初始壓(ya)縮量時，就(jiù)必須保證(zhèng)在由于馳(chi)張過程和(he)溫度下降(jiàng)而造㊙️成應(ying)力下降後(hou)仍有足夠(gou)的密封能(néng)力。溫度在(zai)零下工作(zuo)的O型圈,應(yīng)特别注意(yì)橡膠材料(liào)的🔞恢複指(zhi)🏃🏻數和變形(xíng)指數。

綜上(shang)所述，在設(shè)計上應盡(jin)量保證O型(xíng)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(quan)材料，以延(yan)長使用壽(shou)命。

3).介質工(gong)作壓力與(yǔ)永久變形(xíng)

工作介質(zhì)的壓力是(shì)引起O型圈(quan)永久變形(xing)的主要因(yin)素。現🌈代👈液(yè)壓設備的(de)工作壓力(lì)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(yong)久變形。因(yīn)此，設計時(shí)應根據工(gong)作壓力選(xuan)用适當的(de)🔞耐壓橡💋膠(jiao)材料。工作(zuò)壓力越高(gāo)，所用材料(liao)的硬度和(he)📱耐高壓性(xìng)能也應越(yuè)👌高。

為了改(gai)善O型圈材(cái)料的耐壓(ya)性能，增加(jia)材料的彈(dàn)性☂️(特别是(shi)增加材料(liào)在低溫下(xià)的彈性)、降(jiàng)低材料的(de)壓縮永久(jiu)變形，一般(bān)需要改進(jin)材料的配(pèi)方，加入增(zeng)塑劑。但是(shì)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，具有增塑(su)劑的O密封(feng)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(zhì)O型密封圈(quān)體積♉收縮(suō)，甚至可⁉️能(néng)使O型密封(feng)🌂圈産生負(fù)壓‼️縮(即在(zai)O型密封⭕圈(quan)和被密封(fēng)件🧡的表面(mian)之間出現(xian)間隙)。因此(ci)，在計算O型(xíng)密封圈壓(ya)縮量和進(jin)行模具設(she)計時，應充(chōng)分考慮到(dào)這㊙️些收縮(suō)量。應使壓(ya)制出的O型(xíng)密‼️封圈在(zai)工作介質(zhì)中浸🧑🏾‍🤝‍🧑🏼泡5~10晝(zhou)夜後仍能(neng)保持必要(yào)的🔞尺寸。

O型(xíng)圈材料的(de)壓縮永久(jiǔ)變形率與(yu)溫度有關(guan)。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(jiāo)料的耐熱(re)性界限為(wei):丁腈橡膠(jiao)70℃，三元乙丙(bǐng)橡膠100℃，氟橡(xiàng)膠140℃。因此各(gè)國對😍O型圈(quan)的永久變(biàn)形作了規(gui)定。中國标(biao)準橡膠材(cái)料的O型🧡圈(quan)在不同🔅溫(wen)度下的尺(chǐ)寸變化👨‍❤️‍👨見(jian)表。同一材(cai)料的O型圈(quan)，在同一溫(wēn)度下，截面(mian)直徑大的(de)O型圈壓♌縮(suō)永久變形(xing)率👣較低。

在(zài)油中的情(qing)況就不同(tong)了。由于此(cǐ)時O型圈不(bu)與氧氣接(jiē)觸，所以上(shàng)述不良反(fan)應大為減(jiǎn)少。加之又(you)通常會引(yǐn)起👣膠料有(yǒu)一定的⛱️膨(péng)脹♈，所以因(yīn)溫度引起(qǐ)的壓縮永(yǒng)久變形率(lǜ)将被抵消(xiāo)。因此，在‼️油(you)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(dá)120℃或更高。

2、間(jiān)隙咬傷

被(bei)密封的零(ling)件存在着(zhe)幾何精度(dù)(包括圓度(du)、橢圓度、圓(yuán)柱度、同軸(zhóu)度等)不良(liang)、零件之間(jiān)不同心以(yi)及高壓下(xia)内徑脹大(dà)等現象，都(dou)會🏃🏻引起密(mi)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(ying)度對👌間隙(xì)擠出現象(xiang)也有明顯(xiǎn)的影響。液(yè)體或氣體(tǐ)的壓力越(yue)高，O型圈材(cái)料硬度越(yuè)小，則O型圈(quan)的間隙擠(jǐ)出現象越(yuè)嚴重。

防止(zhi)間隙咬傷(shāng)的措施是(shì)，對O型密封(feng)圈的硬度(du)和密封間(jian)隙加以嚴(yán)格的控制(zhi)。選用硬度(dù)合适的密(mi)封材🥰料控(kong)制間隙。常(cháng)用的O型圈(quan)🆚的硬度範(fàn)圍是HS60~90。低硬(yìng)度者用于(yú)低壓，高硬(yìng)度者用于(yú)高壓。配用(yong)适當的密(mi)封圈保護(hu)擋圈，是防(fáng)止O型圈被(bèi)擠入間隙(xì)的有💛效方(fang)法。

3、扭曲現(xiàn)象

扭曲是(shi)指O型圈沿(yán)周向發生(sheng)扭轉的現(xian)象，扭曲現(xiàn)象🔴一🆚般發(fā)生在動密(mi)封狀态。

O型(xíng)圈如果裝(zhuang)配的妥善(shàn)，并且使用(yong)條件适當(dang)，一般不大(dà)容易在❌往(wǎng)複在往複(fu)運動狀态(tài)下産生滾(gun)動或扭曲(qu)，因為O型圈(quan)與溝槽的(de)接觸面積(ji)大于在滑(hua)動表面上(shang)的摩擦接(jiē)觸面積，而(ér)且O型圈本(běn)身的抗拒(ju)能力原來(lái)就能阻止(zhǐ)扭曲。摩擦(cā)力的分布(bu)也趨向🔴保(bao)持O型圈在(zài)其溝槽中(zhōng)靜止不動(dong)，因為靜摩(mo)擦大于滑(hua)動摩擦💯，而(ér)且溝槽表(biao)面的粗糙(cao)度一般不(bu)如滑動表(biǎo)面的粗糙(cao)度。

引起扭(niu)曲損傷的(de)原因很多(duō)，其中最主(zhǔ)要的是由(yóu)于🛀🏻活🌈塞、活(huo)塞杆和缸(gāng)筒的間隙(xi)不均勻、偏(pian)心過大、O型(xíng)圈⛱️斷面直(zhí)徑不均勻(yun)等造成，由(yóu)于造成O型(xing)圈在一周(zhōu)多🌍受的摩(mó)🐕擦力不均(jun1)勻，O型圈的(de)某些部分(fen)摩擦過大(da)，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(mó)擦不均勻(yun)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(jing)大就是這(zhè)個道理)。

另(lìng)外，由于密(mì)封溝槽存(cun)在着同軸(zhóu)度偏差，密(mi)封高度不(bú)相🐕等以及(ji)O型圈截面(mian)直徑不均(jun1)勻等現象(xiàng)，可能使得(dé)O型圈的一(yī)部💛分壓縮(suō)過大，另一(yī)部分過小(xiǎo)或不受壓(ya)縮。當溝槽(cáo)存🔆在偏心(xin)即同軸偏(piān)差大于O型(xíng)圈的壓縮(suō)量時，密💋封(feng)會完全失(shī)效。密封溝(gōu)槽同軸度(dù)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(wai)還有由于(yú)O型圈截面(mian)直徑、材質(zhì)硬度、潤滑(huá)油膜厚❗度(dù)等的不均(jun1)以及密封(fēng)軸表面粗(cu)糙度等因(yin)素的影響(xiang)🤟，導緻O型圈(quān)的一部分(fen)沿工作表(biao)面滑動，另(ling)一部分則(ze)發生滾動(dong)👅，從而造成(cheng)O型圈的扭(niǔ)曲。運動用(yong)O型圈很容(róng)易因扭曲(qu)而損壞，這(zhè)是密封裝(zhuāng)置發生損(sǔn)壞和洩漏(lòu)的重要原(yuán)💃因。因此提(ti)高密封溝(gōu)槽的加工(gong)精密度以(yi)及減小偏(pian)心是保證(zhèng)✉️O型圈具有(yǒu)可靠的密(mi)封性和壽(shòu)命的重要(yao)因素。

安裝(zhuāng)密封圈不(bú)應是它處(chù)于扭曲狀(zhuàng)态。假如在(zài)安裝⚽時就(jiu)被扭曲，則(ze)扭曲損傷(shang)就會很快(kuai)發生。在工(gong)作中，扭曲(qu)現象🤟會将(jiang)O型圈切斷(duàn)，産生大量(liàng)漏油，而且(qie)切斷🤩的O型(xing)圈會混到(dao)液壓系統(tong)的其他部(bù)位，造成重(zhong)大事故。

為(wei)了防止O型(xíng)圈的扭曲(qu)損傷，在設(she)計時應注(zhù)意以下幾(ji)點：

1).O型圈安(an)裝溝槽的(de)同心度大(da)小，應從加(jiā)工方便和(he)不産生❓扭(niǔ)曲現象兩(liǎng)個方面來(lái)考慮。

2).O型圈(quan)斷面尺寸(cùn)應均勻，并(bing)且在每次(ci)安裝時都(dou)應在密封(fēng)部位🔴充分(fen)塗抹潤滑(hua)油或潤滑(hua)脂。有時也(ye)可以🏃‍♂️采用(yong)浸透潤滑(hua)☀️油的氈圈(quan)式加油裝(zhuāng)置。

3).加大O型(xing)圈的截面(miàn)直徑，動密(mì)封用O型密(mi)封圈的截(jié)面直徑一(yi)般應大于(yú)靜密封用(yòng)O型圈;此外(wài)，O型圈應避(bì)免用作🐉大(da)直徑活✊塞(sāi)的⁉️密封。

4).在(zài)低壓下也(ye)産生扭曲(qu)損傷時，可(ke)使用密封(fēng)圈保護擋(dǎng)圈。

5).降低缸(gang)筒和活塞(sāi)杆的表面(mian)粗糙度。

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

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

4、磨粒磨(mo)損現象

當(dāng)密封的間(jiān)隙具有相(xiàng)對運動時(shi)，工作環境(jing)中的灰❓塵(chén)和沙粒等(děng)被粘附在(zài)活塞杆表(biao)面，并随着(zhe)活塞杆的(de)往複運動(dong)與油膜一(yi)起被帶入(rù)缸内，成為(wei)侵入O型密(mi)封圈表面(miàn)的磨粒，加(jia)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(zhǒng)情況發生(shēng)，在往複運(yun)動式密㊙️封(fēng)裝置的外(wài)伸軸端處(chu)必須使用(yong)防塵圈。

5、滑(huá)動表面對(duì)O型圈的影(yǐng)響

滑動表(biǎo)面的粗糙(cao)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(bān)地說，表面(mian)光潔摩擦(cā)與磨損就(jiu)小，所以滑(hua)動表面的(de)粗糙度數(shù)值往往很(hen)低(Ra0.2~0.050μm)。但是，試(shì)驗表明，表(biǎo)面粗糙💋過(guò)低(Ra低于0.050μm)又(you)會🚶‍♀️給摩擦(ca)與磨損帶(dai)來不利的(de)影響。這是(shi)因為微小(xiao)的📱表面凹(ao)凸不平，可(kě)以🏒保持必(bì)要的潤滑(hua)油膜。因此(ci)要選擇适(shi)當的表面(mian)要🏃求。

滑動(dòng)表面的材(cai)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(mo)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(gang)活塞杆表(biǎo)面鍍鉻的(de)重要原因(yīn)。同理可以(yi)解釋具有(yǒu)同樣粗糙(cāo)度的用銅(tóng)、鋁合♊金制(zhi)成的滑動(dòng)表面🚶比鋼(gāng)制滑🐆動表(biǎo)面對密封(fēng)圈的摩擦(ca)與磨損更(geng)為⁉️嚴重，低(di)硬度、大壓(ya)縮量的密(mì)☂️封圈不如(rú)高硬度、小(xiǎo)壓縮量的(de)密封圈耐(nai)用的情況(kuàng)。

6、摩擦力與(yǔ)O型圈的應(yīng)用

在動密(mi)封裝置中(zhōng)，摩擦與磨(mó)損是O型圈(quān)損壞的重(zhong)要影響🎯因(yin)📱素。磨損程(chéng)度主要取(qu)決于摩擦(ca)力的大小(xiǎo)。當液體壓(ya)力微小時(shi)，O型圈摩擦(ca)力的大小(xiao)取決于它(ta)的預壓縮(suo)量。當工作(zuò)液體承受(shòu)壓力時，摩(mó)擦力随之(zhī)工作壓力(lì)的增加而(ér)增👈大。在工(gong)作壓力小(xiǎo)于20MPa的情況(kuang)下，近似地(di)呈線形關(guān)系。壓力大(da)于20MPa時，随着(zhe)壓力的增(zēng)加，O型圈與(yu)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(mìng)随着液體(ti)壓🔅力的升(shēng)高将會近(jin)似✏️的呈平(ping)方關系而(er)減小。

摩擦(cā)力的增加(jiā)，使得旋轉(zhuan)或往複運(yun)動的軸與(yu)O型密封圈(quan)之間産生(sheng)大量的摩(mo)擦熱。由于(yu)多數O型圈(quan)都是😘用橡(xiàng)膠制成的(de)，導熱性極(ji)差。因此，摩(mo)擦熱就會(hui)引起橡膠(jiāo)的老化，導(dao)緻O型圈實(shí)效，破壞其(qí)密封性能(néng)。摩擦還會(hui)引起O型圈(quān)表面損傷(shāng)，使壓縮量(liàng)減小。嚴重(zhong)的摩擦會(huì)很⛷️快引起(qǐ)O型圈的表(biǎo)面損壞，失(shī)去密封性(xìng)。作氣動往(wǎng)複運動用(yòng)密封時，摩(mo)📱擦熱還會(hui)引起粘着(zhe)，造成摩擦(cā)力進一步(bù)增加。

運動(dòng)用密封在(zài)低速運動(dong)時，摩擦阻(zǔ)力還是引(yin)起爬行的(de)一🏃‍♀️個因素(sù)，影響元件(jiàn)和系統的(de)工作性能(neng)。所以對運(yun)動密封來(lái)說，摩擦性(xìng)是重要性(xing)能之一。摩(mó)擦系數是(shi)摩擦特性(xing)的一個🈲評(ping)價指标，合(hé)成🙇🏻橡膠摩(mó)擦系數較(jiao)大，由于密(mì)封在♈運動(dòng)狀态時，通(tong)常處于工(gong)作油✉️液或(huò)潤滑劑👄參(cān)與的混合(he)潤滑狀态(tài)，摩🙇‍♀️擦系數(shù)一般👌在0.1以(yi)下。摩擦力(lì)的大小在(zai)很大程度(du)上取決于(yú)被密封件(jiàn)的表面硬(yìng)⛱️度與表面(mian)粗糙度。

7、焦(jiāo)耳熱效應(ying)

橡膠材料(liao)的焦耳熱(re)效應，是指(zhi)處于拉伸(shen)狀态的橡(xiàng)🍓膠遇熱産(chan)生收縮的(de)現象。在安(an)裝O型圈時(shí)，為了使它(ta)在密封溝(gou)槽内不産(chǎn)生竄動，在(zài)用作往複(fu)運動密封(feng)時，不産👌生(sheng)扭曲現象(xiàng)，一⭐般使它(tā)處于某種(zhong)程度的拉(la)❓伸狀态。但(dàn)如果将這(zhè)種安裝方(fang)法用于旋(xuan)🐆轉運動，就(jiù)😘會産生不(bú)良的結果(guo)。本來已經(jīng)緊箍在旋(xuan)轉軸上的(de)O形密封圈(quān)，因旋轉運(yun)動産生的(de)🛀摩擦熱而(er)收縮，進而(er)使這種緊(jin)箍力增大(da)，這樣😍，産生(shēng)摩擦熱→收(shou)縮→緊箍力(li)💰增大→産生(shēng)摩擦熱→……，如(ru)‼️此反複循(xun)環，就大大(dà)地促進了(le)橡膠的老(lǎo)化和磨損(sǔn)。

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