O型圈(quan)設計、使用不(bú)當會加速它(ta)的損壞，喪失(shī)密封性🏃‍♀️能。實(shí)驗表明🐆，如密(mi)封裝置各部(bu)分設計合理(li)，單純地提高(gao)壓力，并不會(huì)造🤞成O型圈的(de)破壞。在高壓(ya)、高溫的工作(zuo)條件下，O型圈(quān)破壞的主要(yao)原因是👌O型圈(quān)材料的永久(jiǔ)變形和O型圈(quān)被擠入密封(fēng)間隙而引♋起(qǐ)的間隙🌈咬傷(shāng)一級O型圈在(zài)運動時出現(xiàn)扭曲現象。

1、永(yǒng)久變形

由于(yu)O型圈密封圈(quān)用的合成橡(xiàng)膠材料是屬(shǔ)于粘彈性💃材(cái)料，所以初期(qi)設定的壓緊(jin)量和回彈堵(du)塞能力經長(zhang)時間的使用(yong)，會産生永久(jiǔ)變形而逐漸(jian)喪失，最終發(fa)生洩漏。永久(jiǔ)變形和彈力(li)消失是O型圈(quān)失去㊙️密⛷️封‼️性(xing)能的主要原(yuán)因，以下是造(zào)成永久變形(xíng)的主要原因(yīn)。

1).壓縮率和拉(lā)伸量與永久(jiǔ)變形的關系(xi)

制作O型圈所(suǒ)用的各種配(pei)方的橡膠，在(zài)壓縮狀态下(xià)♈都會産生壓(ya)🈲縮應力松弛(chi)現象，此時，壓(yā)縮應力随着(zhe)😘時間的增長(zhang)而😄減小。使用(yòng)時間越長、壓(ya)縮率和拉伸(shēn)量越大，則由(yóu)橡🌂膠應力松(song)弛而産生的(de)⭐應力下降就(jiù)越大，以緻O型(xíng)圈彈性不足(zú)，失去密封能(neng)力。因此，在允(yun)🐕許的使用條(tiáo)件下，設法降(jiàng)低壓縮率是(shi)可取的。增加(jia)😍O型圈的截面(miàn)⁉️尺寸是降低(di)壓縮率最簡(jian)單的方🔴法，不(bú)過這會帶來(lai)結構✨尺寸的(de)增加。

應該注(zhù)意，人們在計(jì)算壓縮率時(shí)，往往忽略了(le)O型圈在裝配(pèi)時受⚽拉伸而(ér)引起的截面(mian)高度的減小(xiao)。O型圈㊙️截面面(mian)積的變🏃🏻化是(shi)🎯與其✍️周長的(de)變化成反比(bǐ)的。同✊時，由于(yu)拉力的作用(yong)，O型圈的截面(miàn)形狀也會發(fa)生變化，就表(biao)現為其高度(du)的減小。此🏃🏻‍♂️外(wài)，在表面張力(li)作用下，O型圈(quan)的外表面變(bian)得更平了，即(ji)截面高度略(luè)有減⭐小。這也(yě)是O型密封圈(quan)壓縮應力❓松(sōng)弛的一種表(biǎo)現。

O型圈截面(miàn)變形的程度(du)，還取決于O型(xíng)圈材質的硬(yìng)度✏️。在拉伸量(liang)相同的情況(kuàng)下，硬度大的(de)O型圈，其截面(mian)高度也減小(xiǎo)較多，從這一(yī)點看，應該按(àn)照使用條件(jiàn)盡量選用低(di)硬度的材質(zhì)。在液體壓力(lì)和張力的作(zuò)用下，橡膠材(cái)🔞料的O型密🧑🏾‍🤝‍🧑🏼封(fēng)圈也會逐漸(jian)發生塑性變(biàn)形💋，其截面高(gao)度會相應減(jiǎn)小，以緻最後(hòu)失去密封能(néng)力。

2).溫度與O型(xing)圈馳張過程(chéng)的關系

使用(yòng)溫度是影響(xiang)O型圈永久變(biàn)形的另一個(gè)重要因素。高(gao)溫會加速橡(xiang)膠材料的老(lǎo)化。工作溫度(du)越高，O型🤞圈的(de)壓縮永久變(biàn)形就越大。當(dāng)永久變形大(dà)于40%時，O型圈就(jiù)失去了密封(fēng)能力而發生(sheng)洩漏。因👄壓縮(suō)變形而在O型(xing)圈的橡膠材(cai)料中形成的(de)初始應力值(zhí)，将随着O型圈(quān)的馳張過程(chéng)和溫度下降(jiang)的作用而逐(zhú)漸降低以緻(zhi)消失。

溫度在(zài)零下工作的(de)O型圈，其初始(shǐ)壓縮可能由(yóu)于溫🈲度的🈲急(jí)劇降低而減(jiǎn)小或完全消(xiāo)失。在-50~-60℃情況下(xià)，不耐💘低溫的(de)橡膠材🏒料會(huì)💯完全喪失初(chu)始應力;即使(shǐ)耐低溫的橡(xiang)🔞膠材料，此時(shí)的初始應力(lì)也不會大于(yu)20℃時初始應力(lì)的25%。這是因為(wei)㊙️O型圈的初始(shi)壓縮量👅取決(jue)于線脹系數(shu)。所以，選取初(chū)始壓縮量時(shí)，就必須保證(zhèng)在由🙇‍♀️于馳張(zhāng)過程和溫度(dù)下降而造成(chéng)應力下降後(hou)仍有足夠的(de)密封能力。溫(wēn)度在零下工(gōng)作的O型圈,應(ying)特别注意橡(xiàng)膠材料的恢(huī)複指數‼️和變(biàn)形指數。

綜上(shàng)所述，在設計(ji)上應盡量保(bao)證O型圈具有(you)适宜的工作(zuò)溫💜度，或選用(yong)耐高、低溫的(de)O型圈材料，以(yi)延長使用壽(shòu)命。

3).介質工作(zuò)壓力與永久(jiǔ)變形

工作介(jie)質的壓力是(shi)引起O型圈永(yǒng)久變形的主(zhǔ)要因素。現🐉代(dài)液壓設備的(de)工作壓力正(zhèng)日益提高。長(zhǎng)時間🏃的高壓(ya)作🙇‍♀️用會使O型(xíng)😍圈發生永久(jiǔ)變形。因此，設(she)計時應根據(jù)工作壓力選(xuǎn)用适當的耐(nai)壓橡膠材料(liào)。工作壓力越(yue)高，所用材料(liào)的硬度和耐(nài)高壓性能也(yě)應越高。

為了(le)改善O型圈材(cai)料的耐壓性(xing)能，增加材料(liào)的彈性(特别(bie)是增加☂️材料(liao)在低溫下的(de)彈性)、降低材(cai)料的壓縮永(yǒng)久變形，一般(bān)需要改進材(cái)料的配方，加(jiā)入增塑劑。但(dàn)是，具有增塑(su)劑的O密封形(xing)圈，長時💁間在(zài)工作介🔞質中(zhōng)浸泡🈲，增塑劑(ji)會逐漸被工(gong)作介質吸收(shōu)，導緻O型密封(feng)圈體積🥵收縮(suo)，甚至可🌂能使(shǐ)O型密封圈産(chan)生負壓🌐縮(即(ji)在O型密封圈(quan)和被密封件(jian)的表面之間(jian)出現間⛱️隙)。因(yin)此，在計算O型(xing)密封圈壓縮(suo)量和進行模(mó)具設計時，應(ying)充分考慮到(dào)這些收縮量(liàng)。應使壓制出(chū)的O型密🐅封圈(quān)在工作介質(zhi)中浸泡5~10晝夜(yè)後仍能保持(chí)必要的尺寸(cùn)。

O型圈材料的(de)壓縮永久變(biàn)形率與溫度(dù)有關。當變形(xing)率在40%或更大(dà)時，即會出現(xian)洩漏，所以幾(jǐ)種膠料的耐(nài)熱性界限為(wéi):丁腈橡膠70℃，三(sān)元乙丙橡膠(jiao)100℃，氟橡膠140℃。因此(cǐ)各國對O型圈(quān)的永久變形(xíng)作了規定。中(zhong)國标準橡膠(jiao)⭐材料的O型🌈圈(quan)在不同溫度(dù)下的尺寸變(biàn)化見表。同一(yi)材料的O型圈(quān)，在同一溫度(du)下，截面直徑(jìng)🧡大的O型圈壓(yā)⛷️縮永久變形(xíng)率🐪較低。

在油(you)中的情況就(jiù)不同了。由于(yu)此時O型圈不(bu)與氧氣✂️接觸(chù)，所🌈以上述不(bú)良反應大為(wei)減少。加之又(you)通常會引起(qǐ)膠料有一定(ding)的💘膨脹，所以(yǐ)因溫度引起(qǐ)的壓縮☁️永久(jiu)變形率将被(bèi)抵消♈。因此，在(zài)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼油中的耐熱(rè)性大為🌏提高(gao)。以丁腈橡膠(jiao)為例，它的工(gōng)作溫度可達(da)120℃或更高。

2、間隙(xì)咬傷

被密封(fēng)的零件存在(zai)着幾何精度(du)(包括圓度、橢(tuo)圓度🏃‍♂️、圓柱度(dù)💘、同軸度等)不(bú)良、零件之間(jiān)不同心以及(ji)高壓🏃🏻‍♂️下内徑(jìng)脹大等現象(xiàng)，都會引起密(mì)封間隙的擴(kuo)大和💋間隙擠(ji)出現象的加(jia)劇。O型圈的🛀硬(ying)度對間隙擠(jǐ)出現象也有(yǒu)明⛱️顯的影響(xiǎng)💋。液體或氣體(tǐ)的壓力越高(gāo)，O型圈🏒材料硬(yìng)度越🈲小，則O型(xíng)圈的間隙擠(jǐ)出現象越嚴(yán)重。

防止間隙(xi)咬傷的措施(shi)是，對O型密封(fēng)圈的硬度和(hé)密封間隙加(jia)以嚴格的控(kòng)制。選用硬度(du)合适的密封(fēng)材料控制間(jiān)隙。常用的O型(xing)圈的硬度範(fan)圍是HS60~90。低硬度(dù)者⚽用于低壓(yā)，高硬度者用(yong)于高壓。配用(yong)适當的密封(feng)圈👄保護擋圈(quan)，是防止O型圈(quan)被擠入🥰間隙(xì)的有效方法(fa)。

3、扭曲現象

扭(niǔ)曲是指O型圈(quān)沿周向發生(shēng)扭轉的現象(xiàng)，扭曲現象一(yi)♌般發生在動(dong)密封狀态。

O型(xing)圈如果裝配(pei)的妥善，并且(qiě)使用條件适(shì)當，一般不大(dà)容易㊙️在往複(fú)在往複運動(dòng)狀态下産生(sheng)滾動或扭曲(qu)，因📧為O型圈與(yǔ)溝槽的接觸(chù)面積大于在(zài)滑動表面上(shang)的摩擦接觸(chu)面積，而且O型(xíng)圈本身的🎯抗(kàng)拒能力原來(lái)就能阻止扭(niu)曲。摩擦力的(de)分布也趨向(xiàng)保持O型圈在(zai)其溝槽中靜(jing)止不動，因為(wei)靜摩擦大于(yu)滑動摩擦，而(er)且溝槽表面(miàn)的粗糙度一(yī)般🥰不如滑動(dòng)表面的粗糙(cāo)度。

引起扭曲(qǔ)損傷的原因(yin)很多，其中最(zui)主要的是由(you)于活塞⭕、活塞(sāi)杆和缸筒的(de)間隙不均勻(yún)、偏心過大、O型(xing)圈斷面直徑(jìng)不均勻等造(zao)成，由于造成(cheng)O型圈在一周(zhou)多受的摩擦(ca)力不❗均勻，O型(xing)圈的某些部(bu)分摩擦過大(dà)，發☀️生扭曲。通(tong)常，斷面尺寸(cun)較小的O型圈(quān)，容易✌️産生摩(mó)擦不均勻造(zao)成扭曲(運動(dong)用O型圈比固(gù)定用O型圈的(de)斷面直徑大(dà)就🌏是這個道(dào)理)。

另外，由于(yú)密封溝槽存(cun)在着同軸度(du)偏差，密封高(gao)度不相等以(yi)及O型圈截面(mian)直徑不均勻(yún)等現象，可能(neng)使得O型圈的(de)一部分壓縮(suō)過大，另一部(bù)分過小或不(bú)受🔴壓縮。當溝(gōu)槽存在偏心(xin)即同軸✔️偏差(cha)大于O型圈的(de)壓縮量時，密(mì)封會完全失(shi)效。密封溝槽(cáo)同軸度偏差(chà)大的另一個(ge)害處是使O型(xíng)密封圈沿圓(yuán)周壓縮不均(jun1)。

此外還有由(you)于O型圈截面(miàn)直徑、材質硬(yìng)度、潤滑油膜(mo)♌厚度等🌈的不(bu)均以及密封(feng)軸表面粗糙(cāo)度等因素的(de)🍉影響，導緻O型(xíng)圈的一部分(fèn)沿工作表面(miàn)滑動，另一部(bu)分則發生滾(gun)動🔞，從而造成(chéng)O型圈的扭曲(qu)。運動用O型圈(quān)🏃🏻很容易因扭(niǔ)曲而損壞，這(zhè)是密封裝置(zhì)發生損壞和(hé)洩漏的重⛹🏻‍♀️要(yao)原因。因此提(tí)高密封溝槽(cáo)的加工精密(mì)度以及減小(xiao)偏🏒心是👣保證(zheng)O型圈具有可(ke)靠的密封性(xìng)和壽🏃‍♀️命的重(zhong)要因素。

安裝(zhuang)密封圈不應(yīng)是它處于扭(niu)曲狀态。假如(rú)在安裝時就(jiu)被扭曲，則扭(niǔ)曲損傷就會(hui)很快發生。在(zai)工作中，扭曲(qǔ)現象會将⚽O型(xíng)圈切斷，産生(sheng)大量漏油，而(ér)且切斷的O型(xíng)圈會混到液(yè)壓系🤩統的其(qí)他部位，造成(chéng)重大事⛹🏻‍♀️故。

為(wei)了防止O型圈(quān)的扭曲損傷(shāng)，在設計時應(ying)注意以下幾(ji)點：

1).O型圈安裝(zhuāng)溝槽的同心(xin)度大小，應從(cóng)加工方便和(hé)不✔️産生扭曲(qǔ)👌現象兩個方(fang)面來考慮。

2).O型(xíng)圈斷面尺寸(cun)應均勻，并且(qie)在每次安裝(zhuang)時都應在⛹🏻‍♀️密(mi)封部位充分(fèn)塗抹潤滑油(you)或潤滑脂。有(you)時也可以采(cǎi)用浸透潤滑(huá)⭐油的氈圈式(shì)加油裝置。

3).加(jia)大O型圈的截(jie)面直徑，動密(mì)封用O型密封(feng)圈的截面直(zhi)徑一📐般應✂️大(da)于靜密封用(yòng)O型圈;此外，O型(xíng)圈應避免用(yong)作🐆大直徑活(huó)塞的密封。

4).在(zai)低壓下也産(chǎn)生扭曲損傷(shāng)時，可使用密(mì)封圈保護擋(dǎng)圈。

5).降低缸筒(tong)和活塞杆的(de)表面粗糙度(dù)。

6).采用低摩擦(ca)系數的材料(liào)制作O型密封(feng)圈。

7).可用不易(yi)産生扭曲現(xian)象的密封圈(quan)代替O型圈。

4、磨(mó)粒磨損現象(xiàng)

當密封的間(jiān)隙具有相對(dui)運動時，工作(zuo)環境中的灰(hui)💛塵㊙️和沙粒🈲等(děng)被粘附在活(huo)塞杆表面，并(bing)随着活塞杆(gǎn)的往複運動(dong)與油膜一起(qǐ)被帶入缸内(nei)，成為侵入O型(xíng)密封圈表面(mian)的磨粒，加速(su)O型圈的磨損(sǔn)，以緻其失去(qu)密封性。為🌏了(le)避免這種情(qíng)況發生，在往(wǎng)複運動式密(mì)封裝置的外(wai)⛷️伸軸端處必(bì)須使用防塵(chen)圈。

5、滑動表面(miàn)對O型圈的影(ying)響

滑動表面(mian)的粗糙度是(shì)影響O型圈表(biǎo)面摩擦與磨(mó)損的直接🥰因(yin)素。一般地說(shuō)，表面光潔摩(mo)擦與磨損就(jiu)小⛱️，所以滑動(dong)表面的粗糙(cao)度數值往往(wang)很低(Ra0.2~0.050μm)。但是，試(shi)驗表明，表面(mian)粗糙過低(Ra低(dī)于0.050μm)又會🔅給摩(mó)擦與磨損帶(dai)來不利的影(yǐng)響。這是因為(wéi)微小的🍉表面(mian)凹凸不平，可(kě)以保持必要(yao)的潤滑油膜(mó)。因此要選擇(ze)适當的表面(mian)要🌐求。

滑動表(biao)面的材質對(dui)O型圈的壽命(mìng)也有影響。滑(huá)動表🔱面材質(zhi)的🐅硬度越大(da)、耐磨性越高(gāo)、保持光潔的(de)能力就越強(qiáng)，O型圈的壽命(mìng)也就越長。這(zhe)也是液壓缸(gang)活塞🔴杆表面(miàn)鍍鉻的🛀🏻重要(yao)原因。同理可(ke)以解釋具有(yǒu)同樣粗糙度(dù)的用銅、鋁合(he)金制成的滑(huá)動表面🛀🏻比鋼(gang)制滑⚽動表面(mian)對密封圈的(de)摩擦與磨損(sǔn)更為嚴重，低(dī)硬度、大壓縮(suo)量的密封圈(quan)不如高硬度(du)、小壓縮量的(de)密封圈耐用(yòng)的❌情況。

6、摩擦(cā)力與O型圈的(de)應用

在動密(mì)封裝置中，摩(mo)擦與磨損是(shi)O型圈損壞的(de)重要🥰影響因(yin)素。磨損程度(dù)主要取決于(yu)摩擦力的大(da)小。當液體壓(ya)力微小時，O型(xing)圈摩🏒擦力的(de)大小取決于(yú)它的預壓縮(suō)量。當工⁉️作液(yè)體承受壓力(li)時，摩✉️擦力随(suí)之工🈲作壓力(lì)的增加而增(zeng)大。在工作壓(yā)力小于20MPa的情(qing)況下，近似地(dì)呈線形關系(xì)。壓力大于20MPa時(shi)，随着壓力的(de)增加，O型圈與(yu)金屬表面接(jiē)觸面積的增(zeng)加也逐漸緩(huǎn)慢，摩擦力的(de)增加也相應(yīng)緩慢。在正常(cháng)情❤️況下，O型圈(quan)的使用🏒壽命(mìng)随着液體壓(yā)📐力的升高将(jiang)會近似的呈(chéng)平方👌關系而(er)減小。

摩擦力(li)的增加，使得(de)旋轉或往複(fú)運動的軸與(yu)O型密封圈之(zhi)🐕間産生大量(liang)的摩擦熱。由(you)于多數O型圈(quān)都是用橡膠(jiao)制成的，導熱(re)🏃‍♀️性極差。因此(ci)，摩擦熱就會(huì)引起橡膠的(de)老化，導緻O型(xíng)圈實效，破壞(huai)其密封性能(néng)。摩擦還會引(yǐn)起O型圈表面(mian)損傷，使壓縮(suō)量減🐅小。嚴🈚重(zhong)的☎️摩擦會很(hěn)快引起O型圈(quan)的表面損壞(huai)，失去密封性(xìng)❤️。作氣動往複(fú)運動用密封(feng)時，摩擦熱還(hái)會引起粘着(zhe)，造成摩擦力(li)進一步增加(jia)。

運動用密封(fēng)在低速運動(dong)時，摩擦阻力(li)還是引起爬(pa)行的一個因(yīn)素，影響元件(jian)和系統的工(gōng)作性能。所以(yǐ)對運動密封(fēng)來說，摩擦性(xing)是重要性能(neng)之一。摩擦系(xì)數是摩🏃‍♂️擦特(te)性的一個評(ping)價指♍标，合成(chéng)橡膠摩擦系(xì)數較大，由于(yú)密封在運動(dòng)狀态📱時，通常(chang)處🌂于工作油(you)液或潤滑劑(jì)參與的混合(hé)潤滑狀态，摩(mo)擦系數一般(bān)🔴在0.1以下。摩擦(cā)力的大小在(zai)很大程度上(shàng)取決于被密(mi)封件的表🥰面(mian)硬度與😄表面(miàn)粗糙度。

7、焦耳(ěr)熱效應

橡膠(jiao)材料的焦耳(er)熱效應，是指(zhi)處于拉伸狀(zhuang)态的橡膠遇(yu)熱産生‼️收縮(suo)的現象。在安(an)裝O型圈時，為(wei)了使它在密(mi)🎯封溝槽内不(bú)産生竄動，在(zai)用作往複運(yun)動密封時，不(bú)産生扭曲現(xiàn)象，一般使它(tā)處于某種程(chéng)度的拉伸狀(zhuàng)态。但如果将(jiang)這種安裝方(fang)法用于旋💋轉(zhuan)運動，就會産(chan)生不良🍉的結(jié)果。本來已經(jing)緊箍在旋轉(zhuǎn)軸上的O形密(mì)封圈，因🔞旋💔轉(zhuan)運動産生的(de)🍓摩擦熱而收(shou)縮，進而使這(zhè)種緊箍力增(zēng)🐅大，這樣，産生(shēng)摩擦🔅熱→收縮(suo)→緊箍力⭐增✏️大(dà)→産生摩擦熱(rè)→……，如此反複循(xun)環，就大大地(di)促進了♍橡膠(jiāo)的老化和磨(mo)損。