O型圈設計、使(shǐ)用不當會加(jia)速它的損壞(huài)，喪失密封性(xing)能🔴。實🌈驗表明(míng)，如密封裝置(zhi)各部分設計(ji)合理，單純地(dì)提高🍉壓力，并(bìng)不會造成O型(xing)🔴圈的破壞。在(zài)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(ru)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(xiàn)象。

1、永久變形(xing)

由于O型圈密(mi)封圈用的合(hé)成橡膠材料(liào)是屬于粘彈(dàn)性材料🏃🏻，所以(yi)☀️初期設定的(de)壓緊量和回(huí)彈堵塞能力(lì)⛷️經長時間的(de)使用，會産生(shēng)永久變形而(er)逐漸喪失，最(zui)終發生洩漏(lòu)。永久變形和(he)彈力消失是(shì)O型圈失去密(mi)封性能的主(zhu)要原因，以下(xia)是造成永久(jiu)變形的主要(yao)原㊙️因。

1).壓縮率(lü)和拉伸量與(yǔ)永久變形的(de)關系

制作O型(xing)圈所用的各(ge)種配方的橡(xiang)膠，在壓縮狀(zhuang)态下都會産(chǎn)生壓縮應力(lì)松弛現象，此(ci)時，壓縮應力(lì)随着時間的(de)增長而減小(xiao)。使用時間越(yue)長、壓縮率和(hé)拉伸☁️量越大(da)，則由橡膠應(ying)力松弛而産(chǎn)生的🤟應力下(xià)降就越大，以(yi)緻O型圈彈性(xìng)不足，失去🎯密(mì)封能力。因此(cǐ)，在允許的使(shǐ)用條🐅件下，設(shè)法降低壓縮(suo)率是可取的(de)。增加👣O型圈的(de)截面尺寸是(shì)降低壓縮率(lǜ)最簡單的方(fang)💜法，不過這會(huì)帶來結構🏃尺(chi)寸的增加。

應(yīng)該注意，人們(men)在計算壓縮(suo)率時，往往忽(hū)略了O型圈在(zai)裝配時受拉(la)伸而引起的(de)截面高度的(de)減小。O型圈截(jié)面面積的變(bian)化是與其周(zhou)長的變化成(chéng)反比的。同時(shí)，由于拉力的(de)作用，O型圈的(de)截面形狀也(ye)會發生變化(huà)，就表現為其(qí)高度的減小(xiǎo)。此外，在表面(miàn)張力作用下(xia)，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(mi)封圈壓縮應(ying)力松弛的一(yi)種表現。

O型圈(quan)截面變形的(de)程度，還取決(jué)于O型圈材質(zhì)的硬度。在拉(la)伸量相同的(de)情況下，硬度(du)大的O型圈，其(qí)截面高度也(ye)減小較多，從(cong)這㊙️一點看，應(yīng)該按照使用(yong)條件盡量選(xuan)用低硬度的(de)材質♌。在液體(tǐ)🧡壓力和張力(lì)的作用下，橡(xiàng)膠材🔞料的O型(xíng)密封圈也會(hui)逐漸發生🌍塑(su)性變形，其截(jié)面高度會相(xiang)應減小，以緻(zhi)最後失去密(mì)封能力。

2).溫度(du)與O型圈馳張(zhāng)過程的關系(xi)

使用溫度是(shì)影響O型圈永(yong)久變形的另(lìng)一個重要因(yīn)❓素。高‼️溫會加(jiā)速橡膠材料(liào)的老化。工作(zuo)溫度越高，O型(xing)圈的壓縮永(yǒng)久變形㊙️就越(yuè)大。當永久變(bian)形大于40%時，O型(xing)圈就失去了(le)密封能力❤️而(er)發生🈲洩漏。因(yīn)壓縮變形而(er)在O型圈的🈲橡(xiang)膠材料中形(xing)成的💃🏻初始應(ying)力😍值，将随着(zhe)O型圈的馳張(zhang)過程和溫度(dù)下降的作用(yòng)而逐漸降低(di)以緻消失。

溫(wen)度在零下工(gōng)作的O型圈，其(qí)初始壓縮可(ke)能由于溫度(dù)🏃🏻‍♂️的急劇降😍低(dī)而減小或完(wan)全消失。在-50~-60℃情(qíng)況下，不耐低(di)溫的橡膠材(cái)🏒料會完全🌈喪(sang)失初始應力(lì);即使耐低溫(wēn)的橡膠材料(liao)，此時的初始(shi)應力也不👄會(huì)大于20℃時初🏃始(shi)應力的🍉25%。這是(shì)因為O型圈的(de)初始壓縮量(liang)🏃🏻‍♂️取決于線脹(zhàng)系數。所以🤟，選(xuǎn)取初始壓縮(suō)量時，就必♉須(xu)保證在由🏃‍♂️于(yu)馳張過程和(he)溫度下降而(ér)造成應力下(xia)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(liao)的恢複指數(shu)和變形指數(shu)。

綜上所述，在(zài)設計上應盡(jìn)量保證O型圈(quan)具有适宜的(de)工作溫度♻️，或(huò)選用耐高、低(di)溫的O型圈材(cai)料，以延長使(shi)用壽命。

3).介質(zhi)工作壓力與(yu)永久變形

工(gōng)作介質的壓(ya)力是引起O型(xing)圈永久變形(xíng)的主要因素(su)。現代❤️液壓設(she)備的工作壓(ya)力正日益提(ti)高。長時間的(de)高壓作用會(hui)🎯使O型圈發生(shēng)永久變形。因(yīn)此，設計時應(yīng)根據♻️工作壓(yā)力選用适當(dang)的耐壓橡膠(jiāo)材料。工作壓(ya)力越高，所用(yong)材料的硬度(du)和耐高壓性(xing)能也應越高(gāo)。

為了改善O型(xíng)圈材料的耐(nai)壓性能，增加(jia)材料的彈性(xìng)(特别是增加(jia)🆚材料在低溫(wen)下的彈性)、降(jiang)低材料的壓(yā)縮永久變形(xing)，一般需要改(gai)進材料的配(pèi)方，加入增塑(su)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(jiàn)被工作介質(zhì)吸收，導緻O型(xíng)密封圈體積(ji)收縮，甚至可(ke)能使O型密封(feng)圈産生負壓(yā)☔縮(即在O型密(mi)封圈和被密(mì)封件的表面(mian)之間出現間(jiān)隙)。因此，在計(ji)算O型📐密封圈(quan)❤️壓縮量和進(jin)行模具設計(jì)時，應充分考(kǎo)慮到這㊙️些收(shōu)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(néng)保持必要的(de)尺寸。

O型圈材(cai)料的壓縮永(yǒng)久變形率與(yǔ)溫度有關。當(dang)變形率在40%或(huo)更大⛱️時，即會(hui)出現洩漏，所(suǒ)以幾種膠料(liao)的耐熱性界(jiè)限為:丁腈橡(xiang)膠70℃，三元乙丙(bǐng)橡膠100℃，氟橡膠(jiāo)140℃。因此各國對(duì)O型圈的永久(jiu)變形作了規(guī)定。中國标準(zhǔn)橡膠材料的(de)O型圈在不同(tóng)⁉️溫度下的🌈尺(chi)寸變化見表(biao)。同一材料的(de)O型圈，在同一(yi)溫度下，截面(mian)直徑大的O型(xing)圈壓😄縮永久(jiǔ)變形率較低(dī)。

在油中的情(qíng)況就不同了(le)。由于此時O型(xing)圈不與氧氣(qi)接觸，所以上(shang)述不良反應(ying)大為減少。加(jia)之又通常會(huì)引起膠料有(you)一定的膨脹(zhàng)🈲，所以因溫度(du)引起的壓縮(suo)永久變形率(lü)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(ta)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(yuan)度、橢圓度、圓(yuan)柱度、同軸度(dù)等)不良、零件(jiàn)之間不同心(xin)以及高壓🐉下(xià)内徑脹大等(děng)現象，都會引(yin)起密封間隙(xi)的擴大和間(jian)隙擠🏃出現象(xiang)的加劇。O型圈(quan)的硬度對間(jiān)隙擠出現象(xiang)也有明顯的(de)影響。液體或(huo)氣體的壓力(li)越高，O型圈材(cái)料硬度越小(xiǎo)，則O型圈的🌈間(jian)隙擠出現象(xiang)越嚴重。

防止(zhǐ)間隙咬傷的(de)措施是，對O型(xing)密封圈的硬(ying)度和密👈封間(jian)隙加以嚴格(ge)的控制。選用(yòng)硬度合适的(de)密封材料控(kong)制間隙。常👅用(yòng)的O型圈的硬(ying)度範圍是HS60~90。低(di)硬度者用于(yú)低壓，高硬度(du)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(ru)間隙的有效(xiào)方法。

3、扭曲現(xian)象

扭曲是指(zhi)O型圈沿周向(xiang)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(tiáo)件适當，一般(bān)不💛大容易在(zài)🌈往複在往複(fú)運動狀态下(xià)産生滾動或(huo)扭曲，因為O型(xíng)圈與溝槽的(de)接觸面積大(dà)于在滑動表(biǎo)面💋上的摩擦(cā)接觸面積，而(ér)且O型圈本身(shen)的抗拒能力(li)原來就能阻(zǔ)㊙️止扭曲。摩❌擦(ca)力的分布也(ye)趨向保持O型(xíng)圈在其溝槽(cao)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(cao)度一般💯不如(ru)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(sāi)🔞、活塞🏃杆和缸(gāng)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(yú)造成O型圈在(zai)一周多受的(de)摩擦力不♌均(jun)勻，O型圈的某(mǒu)些部分摩擦(ca)過大，發生扭(niǔ)曲。通常，斷面(mian)尺寸較小的(de)O型圈，容易産(chǎn)生摩擦🏃‍♀️不均(jun1)勻造成扭曲(qǔ)(運動用O型圈(quān)比固定用O型(xíng)圈的斷面直(zhi)徑大就是這(zhe)個道理)。

另外(wai)，由于密封溝(gou)槽存在着同(tóng)軸度偏差，密(mi)封高度不💁相(xiàng)等以及💜O型圈(quan)截面直徑不(bú)均勻等現象(xiàng)，可能使得O型(xing)圈的一部分(fen)壓縮過大，另(ling)一部分過小(xiao)或不受壓縮(suo)。當溝槽存在(zai)偏心即同軸(zhóu)‼️偏差大于O型(xíng)圈的壓縮量(liang)時，密封會完(wan)全失效。密封(fēng)溝槽同軸度(dù)偏差大的另(ling)一個害☂️處是(shi)使O型密✨封圈(quān)沿圓周壓縮(suo)不均。

此外還(hái)有由于O型圈(quān)截面直徑、材(cai)質硬度、潤滑(hua)油膜厚度等(deng)的不均以及(jí)密封軸表面(miàn)粗糙度等因(yin)素的影響，導(dao)緻O型圈的一(yī)部分沿工作(zuò)表面滑動，另(lìng)一部分則發(fā)生滾動，從而(er)造成O型圈的(de)扭曲。運動用(yòng)O型圈很容易(yì)因扭曲而損(sǔn)壞，這是密封(feng)裝置發生損(sǔn)壞和洩漏的(de)重要原因💘。因(yīn)此提高密封(feng)溝槽的加工(gōng)精密度以及(ji)減小偏心是(shì)保證O型圈具(ju)有可靠的密(mì)封性和壽命(ming)的重要因素(su)。

安裝密封圈(quan)不應是它處(chù)于扭曲狀态(tài)。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(hui)将O型圈切斷(duàn)🏃，産生大量漏(lòu)油，而且切斷(duan)😄的O型圈會混(hun)到液壓系統(tong)的其他部位(wei)，造成重大事(shi)故。

為了防止(zhǐ)O型圈的扭曲(qu)損傷，在設計(ji)時應注意以(yi)下幾點：

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(sheng)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(yun)，并且在每次(ci)安裝時都應(ying)在密封部👣位(wèi)充分塗抹潤(run)滑油或潤滑(huá)脂。有時也可(kě)以采用浸透(tòu)潤滑♊油的氈(zhān)圈式加油裝(zhuāng)置。

3).加大O型圈(quān)的截面直徑(jing)，動密封用O型(xing)密封圈的截(jie)面直徑一般(bān)應大于靜密(mi)封用O型圈;此(ci)外，O型圈應避(bì)免用作大直(zhi)徑活🐕塞的密(mi)封。

4).在低壓下(xia)也産生扭曲(qǔ)損傷時，可使(shǐ)用密封圈保(bao)護擋💁圈。

5).降低(di)缸筒和活塞(sai)杆的表面粗(cu)糙度。

6).采用低(dī)摩擦系數的(de)材料制作O型(xing)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(sun)現象

當密封(feng)的間隙具有(yǒu)相對運動時(shi)，工作環境中(zhong)的灰塵和沙(shā)粒等被粘附(fù)在活塞杆表(biao)面，并随着活(huo)塞杆的往複(fú)運動與油膜(mo)一起被帶入(ru)缸内，成為侵(qin)入O型🏒密封圈(quan)表面的✊磨粒(li)，加速O型圈的(de)磨損，以緻其(qi)失去密封性(xing)。為🌈了避免這(zhè)👉種情況發生(shēng)，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。

5、滑動(dong)表面對O型圈(quān)的影響

滑動(dong)表面的粗糙(cāo)度是影響O型(xing)圈表面摩擦(ca)與磨損的直(zhi)接因♍素。一般(bān)地說，表面光(guang)潔摩擦與磨(mo)損就小，所以(yǐ)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(míng)，表面粗糙過(guò)低(Ra低于0.050μm)又會(hui)給摩擦☀️與磨(mo)損帶來💃🏻不利(lì)的影響。這是(shì)因🌈為微小的(de)表面凹凸不(bu)平，可以🍓保持(chí)必要的潤滑(hua)油膜。因此要(yào)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(ying)響。滑動表面(miàn)材質的☁️硬度(dù)越大、耐磨性(xing)越高、保持光(guāng)潔的能力❗就(jiu)越強，O型圈的(de)🥵壽命也就越(yue)長。這也是液(yè)壓缸活塞杆(gan)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(tong)、鋁合❌金制成(chéng)的滑動表面(mian)🍓比鋼制滑動(dong)表面對密封(feng)圈的摩擦與(yu)磨損更為嚴(yán)重，低硬度、大(da)壓縮量的密(mi)封圈不如高(gao)硬⛹🏻‍♀️度、小壓縮(suo)量的密封圈(quān)耐用的情況(kuàng)。

6、摩擦力與O型(xing)圈的應用

在(zài)動密封裝置(zhi)中，摩擦與磨(mó)損是O型圈損(sun)壞的重要影(ying)響因素。磨損(sǔn)程度主要取(qu)決于摩擦力(li)的大小。當液(ye)體壓力微小(xiǎo)時，O型圈摩擦(cā)力的大小取(qu)決于它的預(yù)壓縮量。當工(gōng)作液體承受(shòu)壓💛力時，摩擦(cā)力随之工作(zuò)壓力的🏃‍♂️增加(jiā)而增大。在工(gong)作壓力小于(yu)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(xíng)圈與金屬表(biǎo)面接觸面積(jī)的增加也逐(zhu)漸緩🚶慢，摩🙇‍♀️擦(ca)力的增🐇加也(yě)相應緩慢。在(zai)正常情況下(xia)，O型圈的使用(yong)🚶‍♀️壽命随着液(ye)體壓力的升(shēng)高将會近似(si)的呈平方💃關(guān)系而減✔️小。

摩(mó)擦力的增加(jiā)，使得旋轉或(huo)往複運動的(de)軸與O型密封(fēng)圈之間産生(shēng)大量的摩擦(cā)熱。由于多數(shu)O型圈都是用(yòng)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(xiào)，破壞其密封(feng)☔性能。摩🏃‍♀️擦還(hái)會引起O型圈(quan)表面損傷，使(shi)壓縮量減小(xiǎo)。嚴重的摩擦(cā)會很🚩快引🈚起(qǐ)O型圈的表面(mian)損壞，失去密(mi)封性。作氣動(dong)往複運動用(yòng)密封時，摩擦(ca)熱還會引起(qi)粘着，造成摩(mo)擦力進一步(bu)增加。

運動用(yong)密封在低速(sù)運動時，摩擦(cā)阻力還是引(yǐn)起爬行的一(yi)個因⛷️素，影響(xiǎng)元件和系統(tong)的工作性能(néng)。所以對運動(dong)密🤩封來📧說，摩(mó)擦性是重要(yao)性能之一。摩(mo)擦系數是摩(mo)擦特性的一(yi)個評價指标(biao)，合成橡膠摩(mo)擦系數較大(dà)，由于密封在(zai)運動狀态時(shi)，通常處㊙️于工(gōng)作油🥰液或潤(rùn)滑劑參與的(de)混合潤滑狀(zhuang)态，摩擦系數(shù)一般在0.1以下(xia)。摩擦力的大(dà)小在很大程(cheng)度上取決于(yu)被密封件的(de)表面硬🐕度與(yǔ)表面粗糙度(dù)。

7、焦耳熱效應(ying)

橡膠材料的(de)焦耳熱效應(yīng)，是指處于拉(lā)伸狀态的橡(xiàng)膠遇熱産⛹🏻‍♀️生(shēng)收縮的現象(xiang)。在安裝O型圈(quān)時，為了使它(tā)在密封溝⭕槽(cáo)内不産生竄(cuan)動，在用作往(wang)複運動密封(feng)🔆時，不産生扭(niǔ)曲現象，一般(bān)使它處于某(mǒu)種程度的拉(lā)🈲伸狀态。但如(ru)果将這種安(an)裝方法用于(yú)旋轉運動，就(jiu)會産生不良(liáng)🏃🏻‍♂️的結果。本來(lái)已經緊箍在(zài)🤞旋轉軸上的(de)O形密封圈，因(yin)旋轉運動産(chan)生的摩擦熱(re)而收縮，進而(er)使這種緊箍(gu)力增大，這樣(yang)，産生摩擦熱(rè)→收縮→緊箍力(lì)增大→産生摩(mo)擦熱→……，如此反(fan)複循環，就大(dà)大地促進了(le)橡膠的老化(huà)和磨損。

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