O型圈設(shè)計、使用不(bu)當會加速(sù)它的損壞(huài)，喪失密封(fēng)性能♈。實驗(yan)表明，如密(mi)封裝置各(ge)部分設計(jì)合理，單純(chún)地提高🔞壓(yā)力，并不會(huì)造⁉️成O型圈(quan)的破壞。在(zai)高壓、高溫(wen)的工作條(tiáo)💜件下，O型圈(quān)破壞的主(zhu)要原因是(shi)O型圈材料(liao)的⭕永久變(bian)形和O型圈(quān)被擠入密(mi)封間隙而(er)引起的間(jiān)隙咬傷一(yi)級O型圈在(zai)運動時出(chu)現扭曲現(xian)象。

1、永久變(bian)形

由于O型(xing)圈密封圈(quan)用的合成(chéng)橡膠材料(liào)是屬于粘(zhan)彈⭕性材㊙️料(liào)，所以初期(qī)設定的壓(yā)緊量和回(huí)彈堵塞能(neng)力經長時(shi)間😄的使用(yong)，會産生永(yong)久變形而(er)逐漸喪失(shī)，最終發生(sheng)洩漏。永久(jiu)變形和彈(dan)力消失是(shì)O型圈失去(qu)密封性能(néng)的主要原(yuán)因，以下是(shi)造成永久(jiu)變形的主(zhǔ)要原因。

1).壓(ya)縮率和拉(lā)伸量與永(yǒng)久變形的(de)關系

制作(zuò)O型圈所用(yong)的各種配(pei)方的橡膠(jiao)，在壓縮狀(zhuàng)态下都會(hui)産生壓👉縮(suo)應力松弛(chí)現象，此時(shí)，壓縮應力(li)随着時間(jian)🔅的增長而(ér)減小。使用(yòng)時間越長(zhǎng)、壓縮率和(he)拉伸👈量越(yue)大，則由橡(xiang)☂️膠應力松(song)弛而産生(sheng)的應力下(xià)降就越大(dà)，以緻O型圈(quān)彈性不足(zú)，失去㊙️密封(feng)能力。因此(ci)，在允許的(de)使用條件(jiàn)下，設法降(jiang)低壓縮率(lü)是💁可取的(de)。增加🈲O型圈(quan)的截面♻️尺(chǐ)寸是降低(di)壓縮率最(zui)簡單的方(fang)法，不過這(zhe)會帶來結(jie)構尺寸的(de)增加。

應該(gai)注意，人們(men)在計算壓(yā)縮率時，往(wǎng)往忽略了(le)O型圈在裝(zhuang)配✉️時受拉(la)伸而引起(qǐ)的截面高(gao)度的減小(xiǎo)。O型圈截面(miàn)面積的變(bian)化是與其(qi)周長的變(biàn)化成反比(bi)的。同時，由(yóu)于拉力的(de)作用，O型♻️圈(quān)的截面形(xing)狀🚶也會發(fa)生變化，就(jiù)表現✊為其(qi)高度的減(jian)小。此📐外，在(zai)表面張力(lì)作用下，O型(xíng)圈的外表(biǎo)面變得更(geng)平了，即截(jie)面高度略(luè)有減小。這(zhè)也是O型密(mi)封圈壓縮(suo)應力松弛(chi)的一種表(biao)現。

O型圈截(jie)面變形的(de)程度，還取(qu)決于O型圈(quan)材質的硬(yìng)度🍉。在🧑🏽‍🤝‍🧑🏻拉🧑🏽‍🤝‍🧑🏻伸(shēn)量相同的(de)情況下，硬(yìng)度大的O型(xíng)圈，其截面(miàn)高度也減(jiǎn)小較多，從(cóng)這一點✊看(kan)，應該按照(zhào)使用條件(jiàn)盡量選用(yong)低硬度的(de)材質⛹🏻‍♀️。在液(ye)體壓力和(he)張力的作(zuo)用下，橡膠(jiāo)材料的O型(xing)密🤞封圈也(ye)會逐漸發(fā)生塑性變(bian)形🍉，其截面(mian)高度👄會相(xiàng)應減小，以(yǐ)緻最後失(shi)去密封能(néng)力。

2).溫度與(yu)O型圈馳張(zhang)過程的關(guān)系

使用溫(wēn)度是影響(xiǎng)O型圈永久(jiu)變形的另(ling)一個重要(yao)因素。高溫(wēn)會💋加速橡(xiang)膠材料的(de)老化。工作(zuo)溫度越高(gāo)，O型🛀圈的壓(yā)縮永久變(bian)形就越大(dà)。當永久變(bian)形大于40%時(shí)，O型圈就失(shī)去了密封(feng)能力而發(fā)生🈲洩漏。因(yīn)壓縮變形(xing)而在O型圈(quān)的橡膠材(cái)料中形成(cheng)的初始應(ying)力值，将随(sui)着O型圈的(de)馳張過程(cheng)和溫度下(xia)降的作用(yong)而逐漸降(jiang)低以緻消(xiao)失。

溫度在(zài)零下工作(zuò)的O型圈，其(qi)初始壓縮(suo)可能由于(yu)溫度的急(jí)劇降♈低而(ér)減小或完(wan)全消失。在(zài)-50~-60℃情況下，不(bu)耐🧡低溫的(de)橡膠材✍️料(liao)會完全喪(sang)失初始應(yīng)力;即使耐(nài)低溫的橡(xiàng)膠材料，此(cǐ)時的初始(shi)應力也不(bu)會大于20℃時(shi)初始應力(lì)的25%。這是因(yīn)為O型圈的(de)初始壓縮(suo)量取決于(yú)線脹系數(shù)。所以，選取(qǔ)初始壓縮(suō)量時，就必(bi)🌈須保證在(zài)由㊙️于馳張(zhang)過程和🙇🏻溫(wēn)度下降而(ér)造成應力(lì)下降後仍(réng)有足夠的(de)密封能力(lì)。溫度在零(líng)下工作的(de)O型圈,應特(te)别注意橡(xiàng)膠材料的(de)恢複指💜數(shù)和變形指(zhǐ)數。

綜上所(suo)述，在設計(ji)上應盡量(liàng)保證O型圈(quān)具有适宜(yí)的✊工🤩作溫(wēn)度，或選用(yong)耐高、低溫(wen)的O型圈材(cai)料，以延長(zhǎng)使用壽命(ming)。

3).介質工作(zuò)壓力與永(yǒng)久變形

工(gōng)作介質的(de)壓力是引(yin)起O型圈永(yong)久變形的(de)主要因素(su)。現代液壓(ya)🔞設備的工(gōng)作壓力正(zheng)日益提高(gāo)。長時間的(de)高壓作用(yòng)會使O型圈(quān)發生永久(jiu)變形。因此(cǐ)，設計時🔞應(ying)根據工作(zuò)壓力選用(yòng)适當的耐(nài)壓橡膠材(cai)料。工作壓(yā)力越高，所(suo)用材料的(de)硬度和😄耐(nai)高壓性能(néng)也應越❌高(gāo)。

為了改善(shan)O型圈材料(liao)的耐壓性(xing)能，增加材(cái)料的彈性(xìng)(特㊙️别是增(zeng)加材料在(zai)低溫下的(de)彈性)、降低(dī)材料的壓(yā)縮永久變(bian)形，一🈲般需(xū)要改🌈進材(cai)料的配方(fāng)，加入增塑(su)劑。但是，具(ju)有增塑劑(ji)的O密封形(xing)圈，長時間(jian)在工作介(jie)質中浸泡(pào)🌂，增塑劑會(hui)逐漸被工(gōng)作介質吸(xi)收，導緻O型(xíng)☎️密封圈體(tǐ)積收縮，甚(shèn)至可能使(shǐ)O型密封圈(quan)産生負壓(yā)🏃🏻縮(即在O型(xing)密封圈和(he)被密封件(jian)的表面之(zhi)間出現間(jian)🌈隙)。因此，在(zài)計算O型密(mi)封圈壓縮(suo)量和進行(háng)模具設計(ji)時，應充分(fen)考慮到這(zhe)些收縮量(liang)。應使壓制(zhi)出的O型密(mì)封圈在工(gong)作介質中(zhōng)浸泡5~10晝夜(yè)後仍能保(bǎo)持必要的(de)🈲尺寸。

O型圈(quān)材料的壓(ya)縮永久變(bian)形率與溫(wēn)度有關。當(dang)變形率在(zai)40%或🔴更大時(shí)，即會出現(xiàn)洩漏，所以(yi)幾種膠料(liào)的耐熱性(xing)界限🤞為:丁(dīng)腈橡膠70℃，三(sān)元乙丙橡(xiàng)膠100℃，氟橡膠(jiāo)140℃。因此各國(guó)對⚽O型圈的(de)永久變形(xíng)作了🥵規定(dìng)。中國标準(zhun)橡膠材料(liào)的O型圈在(zài)不同溫度(du)下的尺寸(cun)變化見表(biǎo)。同一材料(liào)的O型圈，在(zài)同一溫度(du)🆚下，截面直(zhi)徑大的O型(xing)圈壓🈲縮永(yǒng)久變形率(lü)🤟較低。

在油(you)中的情況(kuang)就不同了(le)。由于此時(shí)O型圈不與(yu)氧氣接觸(chu)😍，所以上述(shu)不良反應(yīng)大為減少(shao)。加之又通(tōng)常會引起(qǐ)🏃🏻‍♂️膠料有一(yī)定的膨脹(zhàng)，所以因溫(wen)度引起的(de)壓縮永久(jiǔ)變形率将(jiang)🔞被抵消。因(yīn)此，在油中(zhōng)的🌍耐熱性(xìng)大為提高(gāo)。以丁腈橡(xiang)膠為例，它(tā)的工作溫(wēn)度可達120℃或(huò)更高。

2、間隙(xi)咬傷

被密(mi)封的零件(jian)存在着幾(ji)何精度(包(bāo)括圓度、橢(tuo)圓度、圓柱(zhu)度、同軸💯度(du)等)不良、零(ling)件之間不(bú)同心以及(jí)高壓下内(nei)徑脹大等(děng)現象⁉️，都會(hui)引起密封(fēng)間隙的擴(kuò)大和🐇間隙(xì)擠出現象(xiang)的加劇。O型(xíng)圈的硬度(du)對間隙擠(jǐ)出現象也(yě)有明🈲顯的(de)影響。液體(ti)或氣體的(de)壓力🚶‍♀️越高(gao)，O型圈材料(liào)硬度越小(xiao)，則O型圈的(de)💃間隙擠出(chu)現象越嚴(yan)重。

防止間(jian)隙咬傷的(de)措施是，對(duì)O型密封圈(quan)的硬度和(hé)密封間隙(xì)加以嚴格(gé)的控制。選(xuan)用硬度合(hé)适的密封(feng)材料控制(zhi)間隙。常用(yòng)的O型圈的(de)硬度範圍(wei)是HS60~90。低硬度(du)者用于低(di)壓，高硬度(du)者用于高(gāo)壓。配用适(shi)當的密封(feng)圈保護擋(dang)圈🍓，是防止(zhǐ)O型圈被擠(ji)入間隙的(de)有效方法(fa)。

3、扭曲現象(xiang)

扭曲是指(zhǐ)O型圈沿周(zhōu)向發生扭(niu)轉的現象(xiang)，扭曲現象(xiàng)一般發生(sheng)在動密封(feng)狀态。

O型圈(quān)如果裝配(pei)的妥善，并(bing)且使用條(tiao)件适當，一(yī)般不大容(rong)易在往複(fú)在往複運(yun)動狀态下(xia)産生滾動(dòng)或扭曲，因(yin)🏃‍♀️為O型圈與(yu)溝槽的接(jie)🧡觸面積大(da)于在滑動(dòng)表面上的(de)摩擦接觸(chu)面積，而🌏且(qiě)O型圈🐆本身(shen)的❄️抗拒能(néng)力原來就(jiù)能阻止扭(niǔ)曲。摩⁉️擦力(li)的分布也(ye)趨向保持(chi)O型圈在其(qi)溝槽中靜(jing)止不動，因(yīn)為靜摩擦(cā)大于滑動(dong)摩擦📐，而且(qie)溝槽表面(mian)👨‍❤️‍👨的粗糙度(du)一般不如(rú)滑動表面(miàn)的粗糙度(du)。

引起扭曲(qu)損傷的原(yuán)因很多，其(qí)中最主要(yào)的是由于(yú)活塞😘、活塞(sāi)杆💁和缸筒(tǒng)的間隙不(bú)均勻、偏心(xīn)過大、O型圈(quān)斷面直徑(jìng)不均勻等(děng)造成，由于(yu)造成O型圈(quān)在一周多(duo)受的摩擦(cā)力不均勻(yún)，O型圈的某(mou)些部分摩(mo)擦過大，發(fā)生扭曲。通(tong)常，斷面尺(chi)💃寸較小的(de)O型圈，容易(yi)産生摩擦(ca)🧡不均勻造(zao)成扭曲(運(yùn)動用O型圈(quān)比固定用(yòng)O型圈的斷(duan)⛷️面直徑大(da)就是這個(ge)道理)。

另外(wai)，由于密封(fēng)溝槽存在(zài)着同軸度(dù)偏差，密封(feng)高度不🔞相(xiàng)🏃等🧡以及😄O型(xing)圈截面直(zhi)徑不均勻(yún)等現象，可(ke)能使得O型(xíng)圈的一部(bù)分壓縮過(guo)大，另一部(bu)分過小或(huo)不受壓縮(suo)。當溝槽存(cún)🈲在偏心即(jí)同軸偏差(chà)大于O型圈(quan)的壓縮量(liang)時，密封會(hui)完全失效(xiào)。密封溝槽(cao)同軸度偏(pian)差大的另(lìng)一個害處(chù)是使O型密(mi)封圈沿圓(yuan)周壓縮不(bu)均。

此外還(hai)有由于O型(xing)圈截面直(zhi)徑、材質硬(ying)度、潤滑油(you)膜厚度🏃‍♀️等(deng)的不🌂均以(yi)及密封軸(zhóu)表面粗糙(cāo)度等因素(sù)的影響，導(dǎo)緻O型圈的(de)一⛱️部分沿(yan)工作表面(mian)滑動，另一(yi)部分則發(fa)生滾動🎯，從(cong)而造成O型(xíng)圈的扭曲(qǔ)。運動用O型(xing)圈很容易(yì)因扭曲而(er)損壞，這是(shì)密封裝置(zhì)發生損壞(huai)和洩漏的(de)✉️重要原因(yīn)。因此提高(gāo)密封溝槽(cáo)的加工精(jing)密度以及(ji)減小偏心(xīn)是保證O型(xíng)圈具有可(ke)靠的密封(feng)性和壽命(mìng)的重要因(yin)素。

安裝密(mì)封圈不應(yīng)是它處于(yú)扭曲狀态(tài)。假如在安(ān)裝🔞時就被(bei)扭曲，則扭(niǔ)曲損傷就(jiu)會很快發(fa)生。在工作(zuò)中🤞，扭曲現(xiàn)象🛀會将O型(xíng)圈切斷，産(chan)生大量漏(lòu)油，而且切(qie)斷的O型圈(quān)❓會混到液(ye)壓系統的(de)其他部位(wèi)🔞，造成重大(da)事故。

為了(le)防止O型圈(quan)的扭曲損(sǔn)傷，在設計(jì)時應注意(yì)以下幾✔️點(dian)：

1).O型圈安裝(zhuang)溝槽的同(tong)心度大小(xiao)，應從加工(gōng)方便和不(bu)産生扭曲(qǔ)☀️現象兩個(gè)方面來考(kǎo)慮。

2).O型圈斷(duàn)面尺寸應(yīng)均勻，并且(qiě)在每次安(an)裝時都應(ying)在密封部(bu)位充分塗(tú)抹潤滑油(you)或潤滑脂(zhi)。有時也可(ke)以采用浸(jìn)透潤滑油(yóu)的氈圈😄式(shì)加油裝置(zhi)。

3).加大O型圈(quan)的截面直(zhi)徑，動密封(feng)用O型密封(fēng)圈的截面(mian)🔴直徑🏃🏻一🌈般(ban)應大于靜(jìng)密封用O型(xing)圈;此外，O型(xing)圈應避免(mian)用作大直(zhi)徑活塞的(de)密封。

4).在低(dī)壓下也産(chǎn)生扭曲損(sǔn)傷時，可使(shǐ)用密封圈(quan)保護擋圈(quān)。

5).降低缸筒(tǒng)和活塞杆(gan)的表面粗(cū)糙度。

6).采用(yòng)低摩擦系(xì)數的材料(liao)制作O型密(mi)封圈。

7).可用(yòng)不易産生(shēng)扭曲現象(xiang)的密封圈(quan)代替O型圈(quān)。

4、磨粒磨損(sun)現象

當密(mì)封的間隙(xi)具有相對(dui)運動時，工(gong)作環境中(zhong)的灰塵和(he)沙粒等被(bèi)粘附在活(huó)塞杆表面(miàn)，并随着活(huó)塞杆的往(wang)複運動與(yǔ)油膜一起(qi)被帶入缸(gāng)内，成為侵(qīn)入O型密封(feng)圈表面的(de)☂️磨粒，加速(sù)O型圈的磨(mó)損，以緻其(qi)失去密封(fēng)性。為了避(bì)免這種情(qing)況發生，在(zai)往複運動(dong)式密封裝(zhuang)置的外伸(shēn)軸端處必(bì)須使用防(fáng)塵圈。

5、滑動(dòng)表面對O型(xíng)圈的影響(xiang)

滑動表面(miàn)的粗糙度(du)是影響O型(xíng)圈表面摩(mo)擦與磨損(sun)的直接因(yin)素。一般地(dì)說，表面光(guang)潔摩擦與(yǔ)磨損就小(xiao)，所以滑動(dòng)表面的粗(cu)糙度數值(zhi)往往很低(di)(Ra0.2~0.050μm)。但是，試驗(yan)表明，表面(miàn)粗糙過低(dī)(Ra低于0.050μm)又會(huì)給摩擦與(yu)磨損帶來(lai)不利的影(ying)響。這是因(yīn)為微小的(de)表面凹凸(tū)不平，可以(yi)保持必要(yao)的潤滑油(you)膜。因此要(yao)選擇适✍️當(dang)的表面要(yao)求。

滑動表(biǎo)面的材質(zhì)對O型圈的(de)壽命也有(yǒu)影響。滑動(dong)表👌面材質(zhì)的硬度越(yue)大、耐磨性(xìng)越高、保持(chí)光潔的能(neng)力♉就越🤩強(qiáng)，O型圈的壽(shòu)命也就🈚越(yue)長。這也是(shi)液壓缸活(huo)塞杆表面(miàn)鍍鉻的重(zhòng)要原因。同(tóng)理可以解(jie)釋具有同(tong)樣粗糙度(du)的✊用銅、鋁(lǚ)合金制成(cheng)的㊙️滑動表(biǎo)面比鋼制(zhi)滑動表面(mian)對密封圈(quan)的摩擦🔅與(yu)磨損更為(wéi)嚴重，低硬(ying)度、大壓縮(suo)量的密封(fēng)圈不如高(gao)硬度、小壓(yā)縮量的💚密(mì)封🏃🏻圈耐用(yòng)的情況。

6、摩(mo)擦力與O型(xíng)圈的應用(yong)

在動密封(feng)裝置中，摩(mo)擦與磨損(sun)是O型圈損(sǔn)壞的重要(yao)影響因素(sù)。磨損程度(dù)主要取決(jué)于摩擦力(lì)的大小。當(dang)液體壓力(lì)微小時，O型(xing)圈摩💃🏻擦力(lì)的大小取(qǔ)決于它的(de)預壓縮量(liàng)。當工作液(ye)體承受壓(yā)力時，摩擦(ca)力随之工(gong)作壓力的(de)增加而增(zeng)大。在工作(zuo)壓力小于(yú)♋20MPa的情況下(xia)，近似地呈(cheng)線形關系(xì)。壓力大于(yú)20MPa時，随着壓(ya)力的增加(jiā)🧡，O型圈與金(jin)屬表面接(jiē)觸面積的(de)增加也逐(zhu)漸緩慢，摩(mó)擦力的增(zēng)加也相應(yīng)緩慢。在正(zheng)常情況下(xia)，O型圈的使(shi)用💜壽命随(sui)着液體壓(yā)力的升高(gao)将會近似(si)的呈平方(fang)關系而減(jian)🈲小。

摩擦力(lì)的增加，使(shǐ)得旋轉或(huo)往複運動(dong)的軸與O型(xíng)密封圈之(zhi)間産生大(da)量的摩擦(ca)熱。由于多(duo)數O型圈都(dou)是用橡♈膠(jiao)制成的，導(dǎo)熱性極差(chà)。因此，摩擦(cā)熱就會引(yin)起橡膠的(de)老化，導緻(zhì)O型圈實效(xiào)，破壞其密(mi)封性能。摩(mo)擦還會引(yǐn)起O型圈表(biao)面損傷，使(shǐ)壓縮量減(jiǎn)🏃🏻小。嚴重的(de)摩擦會很(hěn)快引起O型(xíng)圈的表面(mian)損壞，失去(qu)密封性。作(zuo)氣動往複(fú)運動用密(mì)封時，摩擦(cā)熱還會引(yin)起粘着，造(zao)成摩擦力(li)進一步增(zēng)加。

運動用(yòng)密封在低(di)速運動時(shí)，摩擦阻力(lì)還是引起(qǐ)爬行的一(yī)個因㊙️素，影(yǐng)響元件和(hé)系統的工(gōng)作性能。所(suǒ)以🧑🏾‍🤝‍🧑🏼對運動(dong)密封來說(shuō)，摩擦性是(shì)重要性能(néng)之一。摩擦(ca)系數是摩(mo)擦特性的(de)一個評價(jia)指标，合成(chéng)橡膠摩擦(ca)系數較大(dà)，由于密封(feng)在🌐運動狀(zhuàng)态✍️時，通常(chang)處于工作(zuò)油液或潤(run)滑劑參與(yu)的混合潤(run)滑狀态，摩(mo)擦系數一(yi)般在0.1以下(xià)。摩擦力的(de)大小在很(hen)大程度上(shàng)取決于被(bei)密封件的(de)表面硬度(dù)與表面粗(cū)糙度。

7、焦耳(er)熱效應

橡(xiàng)膠材料的(de)焦耳熱效(xiao)應，是指處(chu)于拉伸狀(zhuang)态的橡膠(jiao)遇熱🍉産生(shēng)📞收縮的現(xiàn)象。在安裝(zhuang)O型圈時，為(wei)了使它在(zai)密封溝🤟槽(cao)内不産❄️生(shēng)竄動，在用(yòng)作往複運(yun)動密封時(shí)，不産生扭(niǔ)曲✌️現象，一(yī)般使它處(chu)于某種程(cheng)度的拉伸(shen)狀态。但如(rú)果将這種(zhong)安裝方法(fa)用于旋轉(zhuan)運動，就會(hui)産生不良(liang)的結果。本(ben)來已經緊(jǐn)箍在旋轉(zhuǎn)軸上的⭕O形(xíng)密封圈，因(yin)旋轉運動(dòng)産生的摩(mó)擦熱而收(shou)縮♍，進而使(shǐ)這種緊箍(gū)力增大，這(zhe)樣，産生摩(mó)擦熱→收縮(suō)→緊箍力增(zeng)大→産生摩(mó)擦熱→……，如🧑🏽‍🤝‍🧑🏻此(ci)反複循環(huán)，就大💘大地(di)促進了橡(xiang)膠的老化(huà)和磨損。