O型圈設計、使(shi)用不當會加(jia)速它的損壞(huai)，喪失密封性(xìng)能。實驗表明(míng)，如密封裝置(zhi)各部分設計(jì)合理，單純地(di)提高壓力，并(bìng)不會造成O型(xing)圈的破壞。在(zai)高壓、高溫的(de)工作條🏃♀️件下(xià)，O型圈破壞的(de)主要原因是(shì)O型圈材料的(de)永久變形和(hé)O型圈被擠入(rù)密封間隙而(ér)引起的間隙(xi)咬傷一級O型(xíng)🔆圈在運動時(shí)出現扭曲現(xian)象。
1、永久變形(xing)
應(yīng)該注意，人們(men)在計算壓縮(suo)率時，往往忽(hu)略了O型圈在(zài)裝配時受拉(la)伸而引起的(de)截面高度的(de)減小。O型圈截(jie)面面積的變(biàn)化是與其周(zhōu)長的變化成(cheng)反比的。同時(shi)，由于拉力的(de)作用，O型圈的(de)截🐇面形狀也(ye)會發生變化(hua)，就表現為其(qi)高度的減小(xiao)。此外，在表面(miàn)張力作用🎯下(xià)，O型圈的外表(biao)面變得更🤟平(ping)了，即截面高(gao)度略有減小(xiao)。這也是O型密(mì)封圈壓縮應(yīng)力松弛的一(yi)種表現。
O型圈(quan)截面變形的(de)程度，還取決(jue)于O型圈材質(zhi)的硬度。在拉(la)🏃♂️伸量🚶相同的(de)情況下，硬度(dù)大的O型圈，其(qi)截面高☁️度也(yě)減小較多，從(cong)這✏️一點看，應(ying)該按照使用(yong)條件盡量選(xuǎn)用♋低硬度的(de)材質。在液體(ti)壓力和張力(li)的作用下，橡(xiang)膠材🎯料的O型(xíng)密‼️封圈也會(huì)逐漸發生塑(sù)性變形，其截(jie)面高度🏃🏻♂️會相(xiang)應減小🐅，以緻(zhì)最後失去密(mì)封能力。
2).溫度(dù)與O型圈馳張(zhāng)過程的關系(xi)
溫(wen)度在零下工(gōng)作的O型圈，其(qi)初始壓縮可(kě)能由于溫度(du)的🔴急劇降♻️低(dī)而減小或完(wán)全消失。在-50~-60℃情(qing)況下，不耐低(dī)溫的橡膠材(cai)料會完全✏️喪(sang)失初始應力(lì);即使耐低溫(wen)的橡膠材料(liao)，此時的初始(shi)應力也不會(hui)大于20℃時初始(shi)應力的25%。這是(shi)因為O型圈的(de)初始壓縮量(liang)取決于線🌈脹(zhang)系數。所以，選(xuan)取初始壓縮(suō)量時，就必須(xu)保證在由于(yú)馳張過程和(hé)溫度下降而(er)造成應力下(xià)降後仍有足(zú)夠的密封能(neng)力。溫度在零(ling)下工作的O型(xíng)圈,應特别注(zhù)意橡膠材料(liào)的恢複指數(shu)和變形指數(shu)。
綜上所述，在(zài)設計上應盡(jin)量保證O型圈(quān)具有适宜的(de)工作💰溫🥰度，或(huò)選用耐高、低(dī)溫的O型圈材(cái)料，以延長使(shi)用壽命。
3).介質(zhi)工作壓力與(yu)永久變形
為了改善O型(xing)圈材料的耐(nài)壓性能，增加(jia)材料的彈性(xing)(特🏃别是增加(jiā)材料在低溫(wēn)下的彈性)、降(jiang)低材料的壓(yā)縮永久變形(xing)，一般需🔞要改(gǎi)進材料的配(pei)方，加入增塑(sù)劑。但是，具有(yǒu)增塑劑的O密(mì)封形圈，長時(shí)間在工作介(jie)質中浸泡，增(zeng)塑劑會逐漸(jian)被工作介質(zhì)吸🚶♀️收，導緻O型(xing)密封圈體積(jī)收縮，甚至可(ke)能使O型密封(fēng)🏃🏻圈産生負壓(yā)縮(即在O型密(mi)🚶封圈和被密(mi)封件的表面(mian)之間出現間(jian)隙)。因此，在計(jì)算O型密封圈(quān)壓縮量和進(jìn)行模具設計(ji)♊時，應充分考(kao)慮到這🐕些收(shou)縮量。應使壓(ya)制出的O型密(mì)封圈在工作(zuò)介質中浸泡(pao)5~10晝夜後仍能(neng)保持必要的(de)🏃尺寸。
在油中的情(qíng)況就不同了(le)。由于此時O型(xing)圈不與氧氣(qì)接觸，所以上(shàng)☔述不良反應(yīng)大為減少。加(jiā)之又通常會(huì)引起膠料有(yǒu)一定的膨脹(zhang)☎️，所以因溫度(du)引起的壓縮(suō)永久變⛷️形率(lǜ)将被抵消。因(yin)此，在🛀🏻油中的(de)⛹🏻♀️耐熱性大為(wéi)✊提高。以丁腈(jing)橡膠為例，它(tā)的工作溫度(dù)可達120℃或更高(gao)。
2、間隙咬傷
被(bei)密封的零件(jian)存在着幾何(hé)精度(包括圓(yuán)度、橢圓度、圓(yuan)柱度、同軸☁️度(du)等)不良、零件(jian)之間不同心(xin)以及高壓下(xià)内徑脹大等(deng)現象👅，都會引(yǐn)起密封間隙(xì)的擴大和間(jiān)隙擠出現象(xiàng)的加劇。O型圈(quān)的硬度對間(jiān)隙擠出現象(xiàng)也有明顯的(de)影響。液體或(huò)氣體的壓力(li)🙇♀️越高，O型圈材(cái)料硬度越🌈小(xiao)，則O型圈的間(jian)隙擠出現象(xiang)越嚴重。
防止(zhi)間隙咬傷的(de)措施是，對O型(xing)密封圈的硬(yìng)度和密封📧間(jiān)隙加以嚴格(ge)的控制。選用(yòng)硬度合适的(de)密封材料控(kòng)制間🤟隙。常用(yòng)的❌O型圈的硬(yìng)度範圍是HS60~90。低(di)硬度者用于(yu)低壓，高硬度(dù)者用于高壓(yā)。配用适當的(de)密封圈保護(hu)擋圈，是防止(zhi)O型圈被擠入(rù)間隙的有效(xiào)方法。
3、扭曲現(xian)象
扭曲是指(zhǐ)O型圈沿周向(xiàng)發生扭轉的(de)現象，扭曲現(xiàn)象一❤️般發生(sheng)📧在動密封狀(zhuang)态。
O型圈如果(guo)裝配的妥善(shan)，并且使用條(tiao)件适當，一般(bān)不大🔴容易在(zai)往複在往複(fu)運動狀态下(xia)産生滾動或(huo)扭曲，因為O型(xíng)圈與溝槽的(de)接🔞觸面積大(da)于在滑動表(biǎo)面上的摩擦(ca)接觸面積，而(ér)且O型圈⛹🏻♀️本身(shen)的抗拒能力(lì)原來就能阻(zu)🔞止扭曲。摩⭐擦(ca)力的分布也(yě)趨向保持O型(xing)圈在其溝槽(cáo)中靜止不動(dòng)，因為靜摩擦(ca)大于滑動摩(mo)擦🙇🏻，而且溝槽(cáo)表✔️面的粗糙(cāo)度一般不如(rú)滑動表面的(de)粗糙度。
引起(qi)扭曲損傷的(de)原因很多，其(qí)中最主要的(de)是由于活塞(sai)✉️、活塞杆和缸(gang)筒的間隙不(bu)均勻、偏心過(guo)大、O型圈斷面(mian)直徑不均勻(yun)等♌造成，由于(yu)造成O型圈在(zài)一周多受的(de)摩擦力不均(jun1)勻，O型圈的某(mou)😄些部分摩擦(cā)過大，發生扭(niu)曲。通常，斷面(mian)尺寸較小的(de)O型圈，容易産(chan)生摩擦不均(jun1)勻造成扭曲(qu)(運動用O型圈(quān)比固定用O型(xing)圈的斷📧面直(zhí)徑大就是🌈這(zhè)個道理)。
此外還(hai)有由于O型圈(quān)截面直徑、材(cái)質硬度、潤滑(huá)油膜厚度等(děng)的不💋均以及(ji)密封軸表面(miàn)粗糙度等因(yīn)素的影響，導(dǎo)緻O型圈的一(yi)部分💜沿工作(zuò)表面滑動，另(lìng)一部分則發(fā)⛷️生滾動，從而(ér)造成O型圈的(de)扭曲。運動用(yòng)O型圈⭕很容
安裝密封圈(quan)不應是它處(chu)于扭曲狀态(tai)。假如在安裝(zhuāng)時就🏃🏻♂️被扭曲(qǔ)，則扭曲損傷(shang)就會很快發(fā)生。在工作中(zhōng)，扭曲✉️現象會(huì)将O型圈切斷(duan)，産生大量漏(lòu)油，而且切斷(duan)的O型圈💁會混(hùn)到液壓系統(tong)的其他部位(wei)，造成重大事(shì)故。
1).O型圈(quān)安裝溝槽的(de)同心度大小(xiǎo)，應從加工方(fang)便和不産生(shēng)扭曲現象兩(liǎng)個方面來考(kao)慮。
2).O型圈斷面(mian)尺寸應均勻(yún)，并且在每次(ci)安裝時都應(ying)在密封部位(wei)充❗分塗抹潤(run)滑油或潤滑(hua)脂。有時也可(kě)以📧采用浸透(tou)潤滑油的氈(zhan)圈式加油裝(zhuang)置。
3).加大O型圈(quān)的截面直徑(jìng)，動密封用O型(xíng)密封圈的截(jié)面直徑♈一般(bān)應🧑🏾🤝🧑🏼大于靜密(mì)封用O型圈;此(cǐ)外，O型圈應避(bi)免用作大直(zhí)徑活塞的密(mi)封。
5).降低(di)缸筒和活塞(sai)杆的表面粗(cu)糙度。
6).采用低(di)摩擦系數的(de)材料制作O型(xíng)密封圈。
7).可用(yòng)不易産生扭(niu)曲現象的密(mì)封圈代替O型(xíng)圈。
4、磨粒磨損(sǔn)現象
當密封(feng)的間隙具有(you)相對運動時(shí)，工作環境中(zhong)的灰塵⛷️和💚沙(shā)粒💔等被粘附(fu)在活塞杆表(biǎo)面，并随着活(huó)塞杆📐的往複(fú)運🎯動與☂️油膜(mó)一起被帶入(rù)缸内，成為侵(qin)入O型密封圈(quān)表面的磨粒(lì)，加速O型圈的(de)磨損✂️，以緻其(qí)失去密封性(xìng)。為了避免這(zhe)種情況發㊙️生(sheng)，在往複運動(dong)式密封裝置(zhi)的外伸軸端(duan)處必💚須使用(yong)防塵圈。
滑動(dòng)表面的粗糙(cāo)度是影響O型(xing)圈表面摩擦(cā)與磨損的直(zhi)接因素。一般(ban)地說，表面光(guāng)潔摩擦與磨(mo)損就小，所以(yi)滑動表面的(de)粗糙度數值(zhí)往往很低(Ra0.2~0.050μm)。但(dan)是，試驗表明(ming)，表🚶♀️面粗糙過(guò)低(Ra低于0.050μm)又會(huì)給摩擦與磨(mó)損帶來不利(lì)的影響。這是(shi)因為微小的(de)表面凹凸不(bu)平，可以保持(chí)必要的潤滑(huá)油膜。因此要(yao)選擇适當的(de)表面要📧求。
滑(huá)動表面的材(cái)質對O型圈的(de)壽命也有影(yǐng)響。滑動表面(mian)🧑🏾🤝🧑🏼材質的硬度(dù)越大、耐磨性(xìng)越高、保持光(guang)潔的能力就(jiu)越⛹🏻♀️強，O型圈的(de)壽命也就越(yuè)長。這也是液(yè)壓缸活塞杆(gǎn)表面鍍鉻的(de)重要原因。同(tóng)理可以解釋(shì)具有同樣粗(cu)糙度的用銅(tóng)、鋁合金制成(cheng)的滑動表面(miàn)比鋼制滑👣動(dòng)表面對密封(fēng)圈的摩擦與(yǔ)磨損更為嚴(yan)重，低硬度、大(dà)壓縮量的🤩密(mì)封圈不如高(gao)硬度、小壓縮(suō)量的密封🏃♀️圈(quan)耐用的❓情況(kuang)。
在(zài)動密封裝置(zhi)中，摩擦與磨(mo)損是O型圈損(sǔn)壞的重要影(ying)響因❄️素。磨損(sun)程度主要取(qǔ)決于摩擦力(lì)的大小。當🎯液(ye)體🈲壓力☔微小(xiǎo)時，O型圈摩擦(ca)力的大小取(qǔ)決于它的預(yu)壓縮🌈量。當工(gong)作液體承受(shou)壓力時，摩擦(cā)力随之工作(zuò)壓力的增加(jiā)而增🔞大。在工(gōng)作壓力小于(yú)🔆20MPa的情況下🈲，近(jìn)似地呈線形(xing)關系。壓力大(dà)于20MPa時，随着壓(ya)力的增加，O型(xing)圈與金屬表(biǎo)🔴面接觸面積(ji)的增加也逐(zhu)漸緩慢，摩擦(cā)力的增加也(ye)相應緩慢☔。在(zài)正常情況下(xià)，O型圈的使㊙️用(yòng)壽命随着液(ye)體壓力的升(shēng)高将會近似(sì)的呈平方關(guān)系而減小。
摩(mó)擦力的增加(jia)，使得旋轉或(huo)往複運動的(de)軸與O型密封(feng)圈之間産生(shēng)大量的摩擦(cā)熱。由于多數(shù)O型圈都是用(yong)橡膠制🌐成的(de)，導熱性極💰差(cha)。因此，摩擦熱(rè)就會引起橡(xiàng)膠的老化，導(dǎo)緻O型圈實效(xiao)，破壞其密封(fēng)性能。摩🏃🏻擦還(hai)會引起O型圈(quan)表面損傷，使(shǐ)壓縮量減💚小(xiao)。嚴重的🔞摩擦(cā)會很快引起(qǐ)O型圈的表面(mian)損壞，失去密(mì)封性。作氣動(dòng)往複運動用(yong)密封時，摩🔴擦(cā)熱還會引起(qi)粘着，造成摩(mo)擦力進一步(bù)增加。
摩擦力的大(da)小在很大程(cheng)度上取決于(yú)被密封件的(de)表面🏃♀️硬度與(yu)表面粗糙度(du)。
7、焦耳熱效應(ying)
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