O型圈(quan)設計、使用(yòng)不當會加(jiā)速它的損(sǔn)壞，喪失密(mì)封性能。實(shí)驗表明，如(ru)密封裝置(zhì)各部分設(she)計合理，單(dan)純地提高(gāo)壓力，并不(bu)會造💃🏻成O型(xing)👅圈的破壞(huài)。在高壓、高(gāo)溫的工作(zuo)條件下，O型(xing)圈破壞的(de)主要原因(yīn)是O型圈材(cái)料的永久(jiu)變形和O型(xíng)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(quān)在運動時(shí)出現扭曲(qu)現象。

1、永久(jiǔ)變形

由于(yu)O型圈密封(feng)圈用的合(he)成橡膠材(cai)料是屬于(yu)粘彈性🈲材(cai)料，所🌈以✨初(chū)期設定的(de)壓緊量和(he)回彈堵塞(sai)能力經長(zhǎng)🚶‍♀️時間的使(shi)用，會産生(sheng)永久變形(xing)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(shi)去📐密🍉封性(xing)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(hé)拉伸量與(yǔ)永久變形(xíng)的關系

制(zhi)作O型圈所(suo)用的各種(zhong)配方的橡(xiàng)膠，在壓縮(suō)狀态下🎯都(dōu)會産生壓(ya)縮應力松(sōng)弛現象，此(ci)時，壓縮應(ying)力随着時(shí)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(you)橡膠應力(li)松弛而産(chǎn)生的應力(li)下降就越(yuè)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(xǔ)的使用條(tiao)✉️件下，設法(fa)降低壓縮(suo)率是可取(qu)的。增加O型(xíng)圈的截面(mian)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(suàn)壓縮率時(shí)，往往忽略(luè)了O型圈在(zai)裝配時✉️受(shou)拉伸而引(yǐn)起的截面(miàn)高度的減(jiǎn)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(fǎn)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(huà)，就表現🥰為(wéi)其高度💃的(de)減小。此外(wài)，在表面張(zhang)力作用下(xià)，O型圈的外(wài)表面變得(de)更平了，即(jí)截面🈲高度(du)略有減小(xiǎo)。這也是O型(xíng)密封圈壓(ya)縮應力松(song)弛的一種(zhong)表現。

O型圈(quān)截面變形(xing)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(diǎn)看，應該按(àn)照使用條(tiao)件盡量選(xuan)用低硬度(du)的材質。在(zài)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(quān)也會逐漸(jian)發生📱塑性(xìng)變形㊙️，其截(jie)面高度會(huì)相應減小(xiao)，以緻最後(hou)失去密封(feng)能力。

2).溫度(du)與O型圈馳(chi)張過程的(de)關系

使用(yòng)溫度是影(yǐng)響O型圈永(yǒng)久變形的(de)另一個重(zhòng)要因素。高(gāo)💛溫會🔞加🏒速(sù)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(yú)40%時，O型⛱️圈就(jiù)失去了密(mi)🐆封能力而(ér)發生洩漏(lou)。因壓縮變(biàn)形而在O型(xíng)圈的橡膠(jiao)材料中形(xíng)成的初始(shi)應力🔴值，将(jiāng)随着O型圈(quan)的馳張🤞過(guo)程和溫度(dù)下降的作(zuò)用☔而逐漸(jian)降低🎯以緻(zhi)消失。

溫度(du)在零下工(gong)作的O型圈(quan)，其初始壓(yā)縮可能由(you)于溫度的(de)急📧劇📞降低(di)而減小或(huo)完全消失(shī)。在-50~-60℃情況下(xià)，不耐🧑🏽‍🤝‍🧑🏻低溫(wen)的橡膠材(cai)料會完全(quán)喪失初始(shi)應力;即使(shǐ)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(yīng)力的25%。這是(shi)因為O型圈(quan)的初始壓(ya)縮量取決(jue)于線🤟脹系(xì)數。所以，選(xuan)取初始壓(yā)縮量時，就(jiu)必須保證(zheng)在由于馳(chí)張過程和(he)溫度下降(jiang)而造成應(yīng)力下降後(hòu)✍️仍有足夠(gòu)的密封能(neng)力。溫度在(zài)零下工作(zuò)的O型圈,應(yīng)特别注意(yi)橡膠材料(liào)的🙇‍♀️恢複指(zhǐ)數☀️和變形(xíng)指數。

綜上(shang)所述，在設(shè)計上應盡(jìn)量保證O型(xing)圈具有适(shi)宜的工作(zuo)溫度♍，或選(xuǎn)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(yu)永久變形(xing)

工作介質(zhi)的壓力是(shi)引起O型圈(quan)永久變形(xíng)的主要因(yīn)素。現代液(yè)壓設備的(de)工作壓力(lì)正日益提(ti)高。長時間(jian)😄的高壓作(zuò)用會使O型(xíng)圈發生永(yong)久變形。因(yin)此，設計時(shi)應根據💛工(gōng)作壓📞力選(xuǎn)用适當的(de)耐壓橡膠(jiāo)材料。工作(zuo)壓力越高(gao)❄️，所用材料(liào)的硬度和(hé)耐高壓性(xìng)能也應越(yuè)高。

為了改(gǎi)善O型圈材(cái)料的耐壓(ya)性能，增加(jiā)材料的彈(dàn)性(特别是(shi)增加材料(liào)在低溫下(xia)的彈性)、降(jiàng)低材料的(de)壓縮永久(jiǔ)變形，一般(bān)需要改進(jìn)材料的配(pei)方，加入增(zēng)塑劑。但是(shì)📐，具有增塑(su)劑的🏃🏻‍♂️O密封(feng)形☂️圈，長時(shí)間在工作(zuò)介質中浸(jìn)泡，增塑劑(ji)會逐漸被(bei)工作介質(zhi)吸收，導緻(zhì)O型密封圈(quān)體積收縮(suo)，甚至可💯能(neng)使O型密封(fēng)圈産生負(fu)壓縮(即在(zai)O型密封圈(quan)和被密封(feng)件的表面(mian)之間出現(xian)間隙)。因此(cǐ)，在計算O型(xing)密封圈壓(ya)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(xíng)密封圈在(zài)工作介質(zhì)中浸泡5~10晝(zhou)夜後仍能(neng)保持必要(yao)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(guan)。當變形👨‍❤️‍👨率(lü)在40%或更大(da)時，即會出(chū)現洩漏，所(suo)以幾種膠(jiao)料的耐熱(rè)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(quan)的永久變(biàn)形作了規(gui)定。中國标(biāo)準橡膠材(cai)料的O型圈(quān)在不同🆚溫(wen)度下的‼️尺(chi)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(zai)油中的情(qíng)況就不同(tong)了。由于此(ci)時O型圈不(bu)與氧氣接(jiē)觸，所以上(shang)述不良反(fan)應大為減(jiǎn)少。加之又(you)通常會引(yin)起膠料有(yǒu)一定的🤩膨(peng)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(yóu)中的耐熱(re)性大為提(tí)高。以丁腈(jīng)橡膠為例(li)，它的工作(zuo)溫度可達(dá)120℃或更高。

2、間(jian)隙咬傷

被(bèi)密封的零(ling)件存在着(zhe)幾何精度(du)(包括圓度(du)、橢圓度、圓(yuan)柱度、同軸(zhóu)度等)不良(liang)、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(jian)隙擠出現(xiàn)象🎯的加劇(jù)。O型圈的硬(yìng)度對間隙(xì)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(cái)料硬度越(yue)小，則O型圈(quān)的間隙擠(ji)出現象越(yue)嚴重。

防止(zhi)間隙咬傷(shang)的措施是(shi)，對O型密封(feng)圈的硬度(dù)和密封間(jiān)隙加以嚴(yán)格的控制(zhì)。選用硬度(du)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(fan)圍是HS60~90。低硬(ying)度者用于(yu)低壓，高硬(yìng)❄️度者用于(yú)高壓。配用(yong)适當的密(mi)封圈保護(hù)擋圈💋，是防(fáng)止O型圈被(bei)擠入間隙(xì)的有效方(fang)法。

3、扭曲現(xiàn)象

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

O型(xing)圈如果裝(zhuāng)配的妥善(shan)，并且使用(yòng)條件适當(dāng)，一般不💰大(dà)容易在往(wang)複在往複(fu)運動狀态(tài)下産生滾(gǔn)動或扭曲(qǔ)，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(ér)且O型圈本(ben)身的抗拒(ju)能力原來(lai)就能阻止(zhǐ)扭曲。摩擦(ca)力的分布(bù)也趨向保(bao)持O型圈♊在(zai)其溝槽中(zhōng)靜止不動(dong)，因🙇🏻為靜摩(mó)擦大于滑(huá)動摩擦🛀🏻，而(er)且溝槽表(biǎo)面👅的粗糙(cao)度一般不(bú)如滑動表(biao)面的粗糙(cāo)度。

引起扭(niu)曲損傷的(de)原因很多(duō)，其中最主(zhǔ)要的是由(you)于活塞、活(huó)塞杆和缸(gang)筒的間隙(xi)不均勻、偏(pian)心過大、O型(xíng)圈斷面🤩直(zhi)徑不均勻(yun)等造成🚶，由(you)于造成O型(xing)圈在一周(zhou)多受的摩(mó)擦力不均(jun1)勻，O型⚽圈的(de)某些部分(fèn)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(róng)易産生摩(mó)擦不均勻(yún)造成扭曲(qu)(運動用O型(xíng)圈比固定(dìng)用O型圈的(de)斷面直徑(jing)大就是這(zhe)個道理)。

另(ling)外，由于密(mi)封溝槽存(cun)在着同軸(zhóu)度偏差，密(mì)封高度不(bú)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(suō)過💰大，另一(yi)部分過小(xiao)或不受壓(yā)縮。當溝槽(cao)存在偏心(xīn)即同軸偏(piān)差大于O型(xing)圈的壓縮(suo)量時，密封(feng)會完全⛱️失(shi)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(xing)密封圈沿(yán)圓周壓縮(suō)不均。

此外(wai)還有由于(yu)O型圈截面(miàn)直徑、材質(zhì)硬度、潤滑(hua)油膜厚度(dù)等的不均(jun)以及密封(feng)軸表面粗(cu)糙度等因(yīn)素的影響(xiang)🐉，導緻O型圈(quan)🍓的一部分(fen)沿工作表(biǎo)面滑動，另(lìng)一部分則(ze)發生滾動(dong)，從而造成(chéng)O型圈✂️的扭(niǔ)曲🏃‍♂️。運動用(yong)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(sǔn)壞和洩漏(lou)的重要原(yuán)因。因此提(tí)高密封溝(gou)槽的加工(gong)精密度以(yǐ)及減小偏(piān)心是保證(zheng)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(zhuang)密封圈不(bú)應是它處(chu)于扭曲狀(zhuang)态。假如在(zài)安裝時就(jiu)被扭曲，則(ze)扭曲損傷(shāng)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(duan)🌈，産生大量(liang)漏油，而且(qiě)切斷🧡的O型(xíng)圈會混到(dào)液壓系統(tǒng)的其他部(bù)位，造成重(zhong)大事故。

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

1).O型圈安(ān)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(liang)個方面來(lái)考慮。

2).O型圈(quān)斷面尺寸(cun)應均勻，并(bìng)且在每次(ci)安裝時都(dōu)應在密封(fēng)部㊙️位充分(fèn)塗抹潤滑(huá)油或潤滑(hua)脂。有時也(ye)可以采用(yòng)浸透潤滑(hua)油的氈圈(quan)式加油裝(zhuang)置。

3).加大O型(xing)圈的截面(mian)直徑，動密(mi)封用O型密(mi)封圈的截(jie)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(bi)免用作大(dà)直徑活塞(sai)的密封。

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

5).降低缸(gang)筒和活塞(sai)杆的表面(mian)粗糙度。

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

7).可(ke)用不易産(chǎn)生扭曲現(xian)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(jian)隙具有相(xiang)對運動時(shi)，工作環境(jing)中的灰塵(chen)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(yī)起被帶入(ru)缸内，成為(wéi)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(mi)封性。為了(le)避免這種(zhong)情況發生(sheng)，在往複運(yùn)動式密封(feng)裝置的外(wài)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(biǎo)面的粗糙(cāo)度是影響(xiǎng)O型圈表面(miàn)摩擦與磨(mo)損的🥵直接(jie)因素。一般(bān)地說，表面(miàn)光潔摩擦(cā)與磨損就(jiu)小，所以🚶‍♀️滑(huá)動表面的(de)粗💔糙度數(shu)值往往很(hěn)低(Ra0.2~0.050μm)。但是，試(shi)驗表明，表(biǎo)面粗糙過(guò)低(Ra低于0.050μm)又(you)會給摩擦(cā)㊙️與磨損帶(dai)來不利的(de)影響。這是(shi)因為微小(xiǎo)的表面凹(ao)凸不平，可(ke)以保持必(bì)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(quan)的壽命也(yě)有影響。滑(huá)動表面材(cai)質的硬度(dù)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(yǐ)解🤞釋具有(yǒu)同樣粗糙(cāo)度的用銅(tong)、鋁合金制(zhi)成的滑動(dòng)表面比鋼(gang)制滑動表(biǎo)面對密封(feng)圈的摩擦(ca)與磨損更(geng)為嚴重，低(dī)硬度、大壓(ya)縮量的密(mì)封圈不如(rú)高硬💘度、小(xiao)壓縮量的(de)🔞密封圈耐(nài)用的情況(kuang)。

6、摩擦力與(yu)O型圈的應(ying)用

在動密(mi)封裝置中(zhong)，摩擦與磨(mo)損是O型圈(quān)損壞的重(zhòng)要影響因(yīn)素。磨損程(chéng)度主要取(qǔ)決于摩擦(cā)力的大小(xiǎo)。當🔞液體壓(yā)力微小💚時(shí)，O型圈摩擦(ca)力的大小(xiǎo)取決于它(tā)的預壓縮(suō)量。當工作(zuo)液體✔️承受(shòu)壓力時，摩(mó)擦力随之(zhi)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(dì)呈線形關(guan)系。壓力大(dà)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(jī)的增加也(ye)逐漸緩🐉慢(man)，摩擦力的(de)增🍓加也相(xiang)應緩慢。在(zai)正常情況(kuàng)下，O型圈的(de)使用壽命(ming)随着液體(tǐ)壓🧑🏽‍🤝‍🧑🏻力的升(sheng)高将會近(jìn)似的呈平(píng)方關系而(ér)減小。

摩擦(ca)力的增加(jia)，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(mó)擦熱。由于(yu)多數O型圈(quān)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(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(shāng)，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(yòng)密封時，摩(mó)擦熱還會(hui)引🧑🏽‍🤝‍🧑🏻起粘着(zhe)，造成摩擦(cā)力進一步(bù)增加。

運動(dong)用密封在(zai)低速運動(dòng)時，摩擦阻(zu)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(xìng)能之一。摩(mó)擦系💜數是(shi)摩‼️擦特性(xìng)的一個♈評(ping)價指标，合(hé)成🔴橡膠摩(mó)擦系數較(jiao)大，由于密(mi)封在運動(dòng)狀态⭐時，通(tong)常處于工(gōng)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(yǐ)下。摩擦力(lì)的大小在(zai)很大程度(dù)上取決于(yu)被密封件(jian)的表面硬(yìng)度與表面(mian)粗糙度。

7、焦(jiāo)耳熱效應(yīng)

橡膠材料(liao)的焦耳熱(re)效應，是指(zhi)處于拉伸(shen)狀态的橡(xiang)膠遇熱🔴産(chǎn)生收縮的(de)現象。在安(ān)裝O型圈時(shi)，為了使它(tā)在密封溝(gōu)槽内不産(chǎn)生竄動，在(zai)用作往複(fu)運動密封(feng)時，不産🤩生(sheng)扭曲現象(xiang)，一般使它(tā)處于某🈲種(zhong)程度的拉(lā)伸狀态。但(dan)如果将這(zhe)種安裝方(fang)法用于旋(xuan)轉運動，就(jiu)會産生不(bú)良的結果(guǒ)。本來已經(jīng)緊箍在旋(xuán)轉軸上的(de)O形密封圈(quān)，因旋轉運(yùn)動産生的(de)摩擦熱而(ér)收縮，進而(er)使這種緊(jǐn)箍力增🏃🏻‍♂️大(dà)，這樣，産生(sheng)摩擦‼️熱→收(shōu)縮→緊箍力(li)☔增📧大→産生(shēng)摩擦熱→……，如(ru)此反複循(xún)環，就大大(da)🔆地促進了(le)橡膠的老(lao)化和磨損(sun)。

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