O型圈(quan)設計、使用(yong)不當會加(jiā)速它的損(sun)壞，喪失密(mi)封性能。實(shí)驗表明，如(rú)密封裝置(zhì)各部分設(she)計合理，單(dān)純地提高(gao)壓力，并不(bú)會造🐇成O型(xing)圈的破壞(huài)。在高壓、高(gāo)溫的工作(zuò)條件下，O型(xing)圈破壞的(de)主要原因(yin)是O型圈材(cái)料的永久(jiǔ)變形和O型(xing)圈被❄️擠入(ru)密封🌈間隙(xì)而引起的(de)間隙咬傷(shāng)一級O型⛷️圈(quan)在運動時(shí)⛱️出現扭曲(qu)現象。

1、永久(jiǔ)變形

由于(yú)O型圈密封(feng)圈用的合(he)成橡膠材(cái)料是屬于(yú)粘彈性材(cai)料，所以🌈初(chu)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(shēng)永久變形(xíng)而逐漸喪(sàng)失，最終發(fā)生洩漏。永(yǒng)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(xià)是造成永(yong)久變形的(de)主要原🔅因(yīn)。

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(zhǒng)配方的橡(xiang)膠，在壓縮(suo)狀态下都(dou)會❄️産生壓(yā)縮應力松(song)弛現象，此(ci)時，壓縮應(yīng)力随着時(shi)間的增👈長(zhǎng)而減小。使(shi)用時間越(yue)長、壓縮率(lü)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(mì)封能力✍️。因(yin)此，在允許(xǔ)的使用條(tiao)件下，設法(fǎ)降低壓縮(suo)率是可取(qu)的。增加O型(xing)圈的截面(mian)尺寸是降(jiang)低壓縮率(lǜ)最簡單的(de)方法，不✊過(guo)這會帶❄️來(lai)結構尺寸(cun)的增加。

應(yīng)該注意，人(rén)們在計算(suan)壓縮率時(shi)，往往忽略(luè)了O型圈🌂在(zai)裝配時受(shòu)拉伸而引(yǐn)起的截面(miàn)高度的減(jiǎn)小。O型圈截(jié)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(lì)的✊作用，O型(xíng)🔞圈的截面(mian)形狀也會(hui)發生變♊化(hua)，就表現為(wei)其高度的(de)減小。此外(wài)，在表面張(zhāng)力作用下(xià)，O型圈的外(wai)表面變得(de)更平了，即(ji)截面高度(dù)略有減小(xiao)。這也是O型(xing)密封圈壓(ya)縮應力松(song)弛的一種(zhong)表現。

O型圈(quan)截面變形(xing)的程度，還(hái)取決于O型(xíng)圈材質的(de)硬度。在拉(lā)伸量相同(tong)的情況下(xià)，硬度大的(de)O型圈，其截(jie)面高🛀🏻度也(yě)減小✊較多(duo)🐆，從這⛹🏻‍♀️一點(dian)看，應該按(an)照使用條(tiáo)件盡量選(xuǎn)用低硬度(du)的材質。在(zài)液體壓力(li)和張力的(de)作用下，橡(xiàng)膠材料的(de)O型密❄️封圈(quan)也會逐漸(jian)發生塑性(xing)變形，其截(jié)面高度會(hui)相應減小(xiao)，以緻最後(hou)失👉去密封(fēng)能力。

2).溫度(dù)與O型圈馳(chí)張過程的(de)關系

使用(yong)溫度是影(ying)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(liào)的老化。工(gong)作溫度越(yuè)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(yu)40%時，O型圈就(jiù)失去了密(mì)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(jiāo)材料中形(xíng)成的初始(shi)應力值，将(jiāng)随着O型圈(quān)的馳張🌈過(guo)程和溫度(dù)🚩下降的作(zuo)用而逐漸(jian)降低以緻(zhi)消失。

溫度(dù)在零下工(gong)作的O型圈(quan)，其初始壓(ya)縮可能由(you)于溫度的(de)❗急劇降低(dī)而減小或(huò)完全消失(shī)。在-50~-60℃情況下(xia)，不耐低溫(wēn)🈲的橡👨‍❤️‍👨膠材(cai)料會完全(quan)📱喪失初始(shǐ)應力;即使(shi)耐低溫的(de)橡膠材料(liào)，此時的🧡初(chū)始應力也(yě)不會大于(yu)20℃時初始應(ying)力的25%。這是(shi)因為O型圈(quan)的初始壓(ya)縮量取決(jué)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(néng)力。溫度在(zai)零下工作(zuo)的O型圈,應(yīng)特别注意(yi)橡膠材料(liào)的恢複指(zhi)數和變形(xing)指數。

綜上(shang)所述，在設(she)計上應盡(jin)量保證O型(xing)圈具有适(shì)宜的工作(zuò)💋溫度，或選(xuǎn)用耐高、低(di)溫的O型圈(quān)材料，以延(yán)長使用壽(shòu)命。

3).介質工(gong)作壓力與(yǔ)永久變形(xíng)

工作介質(zhi)的壓力是(shì)引起O型圈(quān)永久變形(xíng)的主要因(yin)素。現代液(yè)👉壓設備的(de)工作壓力(li)正日益提(ti)高。長時間(jian)的高壓作(zuo)用會✍️使O型(xíng)圈發生永(yong)久變形。因(yīn)此，設計時(shi)應根據工(gong)作壓力選(xuǎn)用适當的(de)耐壓橡膠(jiao)材料。工作(zuò)壓力越高(gao)，所用材料(liao)的硬度和(hé)♌耐高壓性(xing)能也應越(yuè)高。

為了改(gǎi)善O型圈材(cai)料的耐壓(ya)性能，增加(jiā)材料的彈(dan)性(特别是(shì)增加材料(liào)在低溫下(xià)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(pèi)方，加入增(zēng)塑劑。但是(shi)，具有增塑(su)劑的♉O密封(fēng)形圈，長時(shi)🌈間在工作(zuo)介質中浸(jin)泡，增塑劑(jì)會逐漸被(bèi)工作介質(zhì)吸收，導緻(zhi)O型⭐密封圈(quan)體積收縮(suō)，甚至可能(néng)使O型密封(feng)圈産生負(fù)壓縮(即在(zài)O型密封圈(quan)和被密封(feng)件🚶的表面(miàn)之間出現(xiàn)間隙)。因此(ci)，在🏃🏻計算O型(xíng)密封圈壓(ya)縮量和進(jìn)行模具設(shè)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(zai)工作介質(zhi)中浸✔️泡5~10晝(zhou)夜後仍能(neng)保持必要(yào)的尺寸。

O型(xíng)圈材料的(de)壓縮永久(jiu)變形率與(yu)溫度有關(guān)。當變形率(lü)在40%或更大(dà)時，即會出(chū)現洩漏，所(suǒ)以幾種膠(jiāo)料的耐熱(re)性界限為(wei):丁腈橡膠(jiao)70℃，三元乙丙(bing)橡膠100℃，氟橡(xiang)膠140℃。因此各(gè)國對🏃🏻O型圈(quān)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(quān)，在同一溫(wen)度下，截面(miàn)直徑大的(de)O型圈壓✔️縮(suō)永久變形(xing)率較低。

在(zài)油中的情(qing)況就不同(tóng)了。由于此(ci)時O型圈不(bu)與氧氣接(jie)‼️觸，所🔴以上(shàng)述不良反(fǎn)應大為減(jiǎn)少。加之又(yòu)通常會引(yǐn)起👄膠料有(yǒu)一✂️定的膨(péng)脹，所以因(yīn)溫度引起(qǐ)的壓縮🔞永(yǒng)久變形率(lü)将☔被抵消(xiao)。因此，在㊙️油(yóu)中的耐熱(rè)性大為提(tí)高。以丁腈(jing)橡膠為🏃🏻‍♂️例(lì)，它的工☔作(zuo)溫度可達(dá)120℃或更高。

2、間(jian)隙咬傷

被(bei)密封的零(líng)件存在着(zhe)幾何精度(dù)(包括圓度(du)、橢圓度、圓(yuán)柱度、同軸(zhou)度等)不良(liang)、零件之間(jiān)不同心以(yi)及高壓下(xia)内徑脹大(dà)等現象，都(dou)會引起密(mì)封間隙的(de)擴大和✍️間(jiān)隙擠出現(xiàn)象的加劇(jù)。O型圈的硬(ying)度對⚽間隙(xi)擠出現象(xiàng)也有明顯(xiǎn)的影響。液(ye)體或氣✊體(ti)的壓力越(yue)高，O型圈材(cai)料硬度越(yue)小，則O型圈(quān)的間隙擠(ji)出現👄象越(yuè)嚴重。

防止(zhi)間隙咬傷(shāng)的措施是(shi)，對O型密封(fēng)圈的硬度(du)和密封間(jiān)隙加以嚴(yan)格的控制(zhì)。選用硬度(du)合适的密(mi)封材💔料控(kong)制間隙。常(chang)用的🛀O型圈(quān)的硬度範(fan)圍是HS60~90。低硬(ying)度者用于(yu)低壓，高硬(ying)度者用于(yú)高壓。配用(yong)适⁉️當的密(mi)封圈保護(hù)擋圈，是防(fang)止O型圈被(bei)擠入間隙(xì)的有效方(fang)法。

3、扭曲現(xian)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(fā)生🔴在動密(mi)封狀态。

O型(xing)圈如果裝(zhuang)配的妥善(shan)，并且使用(yong)條件适當(dāng)，一般不大(da)容易在往(wǎng)複在往複(fu)運動狀态(tai)下産生滾(gǔn)動或扭曲(qǔ)，因為O型圈(quan)與溝槽的(de)接觸面積(ji)大于在滑(hua)動表面上(shàng)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(dòng)，因為靜摩(mó)擦大于滑(huá)動摩擦，而(ér)且溝槽表(biǎo)♈面的粗糙(cao)度一般不(bu)如滑動表(biǎo)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(gāng)筒的間隙(xì)不均勻、偏(piān)心過大、O型(xíng)圈斷面直(zhí)徑✉️不均勻(yun)等造成，由(yóu)于造成O型(xing)圈在一周(zhōu)多受的摩(mo)擦力不🏃🏻‍♂️均(jun)勻，O型圈的(de)某些部分(fèn)摩擦過大(da)，發😍生扭曲(qǔ)。通常，斷面(mian)尺📧寸較小(xiǎo)的O型圈，容(rong)易産生摩(mó)擦不均勻(yun)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(lìng)外，由于密(mì)封溝槽存(cun)在着同軸(zhou)度偏差，密(mi)封高度不(bu)相等㊙️以及(jí)O型圈截面(mian)直徑不均(jun)勻等現象(xiàng)，可能使🔞得(de)O型圈的一(yi)部🚶‍♀️分壓🎯縮(suō)過大，另一(yi)部分過小(xiao)或不受🈚壓(ya)縮。當溝槽(cáo)存☀️在偏心(xīn)即同軸偏(piān)差大于O型(xing)圈的壓♉縮(suō)量時，密封(fēng)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(yan)圓周壓縮(suo)不均。

此外(wài)還有由于(yú)O型圈截面(miàn)直徑、材質(zhi)硬度、潤滑(huá)油膜厚度(du)等的不均(jun)以及密封(feng)軸表面粗(cu)糙度等因(yin)素的影響(xiǎng)，導緻O型圈(quān)的一部分(fèn)沿工作表(biao)面滑動，另(ling)一部分則(zé)發生滾動(dòng)，從而造🙇‍♀️成(chéng)O型圈的扭(niu)曲。運動用(yòng)O型圈🥰很容(róng)易因扭曲(qǔ)而損壞，這(zhe)是密封裝(zhuāng)置發生損(sun)壞和洩漏(lòu)的重要㊙️原(yuan)因。因此提(ti)高密封溝(gou)槽的加工(gong)精密度以(yi)及減小偏(pian)心是保證(zheng)O型圈具有(yǒu)可靠的密(mi)封性和壽(shou)命的重要(yào)因素。

安裝(zhuang)密封圈不(bu)應是它處(chu)于扭曲狀(zhuang)态。假如在(zai)安裝時就(jiù)❗被扭曲🐉，則(ze)扭曲損傷(shāng)就會很快(kuài)發生。在工(gōng)作中，扭曲(qǔ)現象會将(jiāng)O型圈切斷(duàn)，産生大量(liang)漏油，而且(qiě)切斷🚩的O型(xing)圈會混到(dào)⚽液壓系統(tong)的其🏃🏻‍♂️他部(bu)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(dà)小，應從加(jia)工方便和(he)不産生扭(niu)曲現象兩(liang)個方面來(lái)考慮。

2).O型圈(quan)斷面尺寸(cùn)應均勻，并(bing)且在每次(cì)安裝時都(dou)應在密封(fēng)部位充📐分(fèn)塗抹潤滑(hua)油或潤滑(huá)脂。有時也(yě)可以采用(yong)浸透潤滑(hua)油的🐉氈圈(quān)式加油裝(zhuang)置。

3).加大O型(xíng)圈的截面(miàn)直徑，動密(mi)封用O型密(mì)封圈的截(jie)面直徑♈一(yi)🏃‍♀️般應大于(yu)靜密封用(yòng)O型圈;此外(wài)，O型圈應避(bì)免🍓用作大(dà)直徑活塞(sāi)的密封。

4).在(zài)低壓下也(ye)産生扭曲(qu)損傷時，可(ke)使用密封(feng)圈保護💃擋(dǎng)圈。

5).降低缸(gang)筒和活塞(sai)杆的表面(mian)粗糙度。

6).采(cai)用低摩擦(ca)系數的材(cai)料制作O型(xíng)密封圈。

7).可(ke)用不易産(chan)生扭曲現(xian)象的密封(feng)圈代替O型(xíng)圈。

4、磨粒磨(mó)損現象

當(dāng)密封的間(jian)隙具有相(xiàng)對運動時(shi)，工作環境(jìng)中的灰塵(chén)和🐪沙粒等(děng)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(wei)侵入O型密(mì)封圈表面(miàn)的磨粒，加(jiā)🛀🏻速O型圈🍉的(de)磨損，以緻(zhì)其失去🐕密(mì)封性。為了(le)避免這種(zhǒng)情況發生(shēng)，在往複運(yun)動式密♉封(fēng)裝置的外(wài)伸軸端處(chu)必須使用(yong)防塵🍓圈。

5、滑(huá)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(xiang)O型圈表面(miàn)摩擦與磨(mo)損㊙️的直接(jie)因素。一般(ban)地說，表面(mian)光潔摩擦(ca)與磨損就(jiù)小🔞，所以滑(hua)動♊表面的(de)粗糙度💃🏻數(shù)值往往很(hěn)低(Ra0.2~0.050μm)。但是，試(shi)驗表明，表(biao)面粗糙過(guò)低(Ra低于0.050μm)又(yòu)會給摩擦(cā)🔴與磨損帶(dai)來不利的(de)影響。這是(shi)因💁為微小(xiao)的表面凹(ao)凸不平，可(kě)以保持必(bì)要的🍉潤滑(huá)油膜。因此(ci)要選擇适(shì)當的表面(mian)要求。

滑動(dong)表面的材(cai)質對O型圈(quān)的壽命也(ye)有影響。滑(hua)動表面🤟材(cai)質的硬度(du)越大、耐磨(mó)性越高、保(bǎo)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(gāng)活塞杆表(biǎo)面鍍鉻的(de)重要原因(yīn)。同理可以(yǐ)解釋具有(you)同樣粗糙(cāo)度的😄用銅(tong)、鋁合🏃金制(zhì)成的滑動(dòng)表面比鋼(gang)制滑動表(biǎo)面對密封(fēng)圈的摩擦(ca)與磨損更(geng)為嚴重，低(dī)硬度✔️、大壓(yā)縮量的密(mì)封圈不如(ru)高硬度、小(xiao)壓縮量的(de)密封圈耐(nài)用的情況(kuàng)。

6、摩擦力與(yǔ)O型圈的應(yīng)用

在動密(mi)封裝置中(zhōng)，摩擦與磨(mó)損是O型圈(quān)損壞的重(zhong)要♉影響因(yin)素。磨損程(cheng)度主要取(qu)決于摩擦(ca)力的大小(xiao)。當液體壓(ya)力微小時(shi)，O型圈摩擦(ca)力的大小(xiǎo)取決于它(ta)的預壓縮(suō)量。當工作(zuò)液體🔞承受(shou)壓力時，摩(mó)擦力随之(zhi)工💋作壓力(li)的🈲增加而(er)增大。在工(gōng)作壓力小(xiao)于🌈20MPa的情況(kuàng)下，近似地(di)呈線形關(guan)系。壓力大(da)于20MPa時，随着(zhe)壓力的增(zēng)加，O型圈與(yǔ)金屬表面(mian)接觸面積(jī)的增加也(yě)逐漸緩慢(màn)，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(ti)壓🙇🏻力的升(sheng)高将會近(jìn)似⭐的呈平(ping)方關系而(er)減小。

摩擦(cā)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(quān)之間産生(shēng)大量的摩(mo)擦熱。由于(yu)多數O型圈(quān)都是用橡(xiang)膠制成的(de)🌐，導熱性極(jí)差。因此，摩(mó)擦熱就會(huì)引起橡膠(jiāo)的老化，導(dao)緻O型圈實(shí)效，破壞其(qi)密封性能(néng)💰。摩擦還會(hui)引起O型圈(quān)表面損傷(shāng)，使壓縮量(liang)減💯小。嚴重(zhong)的摩擦會(huì)很快引起(qǐ)O型圈的表(biao)面損壞，失(shi)去密封性(xìng)。作氣動往(wǎng)複運動用(yong)密封時，摩(mo)🔞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(zài)低速運動(dong)時，摩擦阻(zu)力還是引(yin)起爬行的(de)一個因素(sù)，影響元件(jian)和系統的(de)工作性能(néng)。所以對運(yun)🔞動密封來(lai)說，摩擦性(xing)是重要性(xìng)能之一。摩(mó)擦系數是(shì)摩擦特性(xing)的一個🛀評(ping)價指🔱标，合(he)成橡膠摩(mó)擦系數較(jiao)大，由于密(mì)封在運動(dong)狀态時，通(tōng)常處🏃于工(gōng)作油液或(huo)潤滑劑參(can)與的混合(hé)👅潤滑狀态(tài)，摩擦系數(shu)一般☎️在0.1以(yi)下。摩擦力(li)的大小在(zai)很大程度(dù)上取決于(yú)被密封件(jiàn)的表面硬(yìng)度與表面(miàn)粗糙度。

7、焦(jiāo)耳熱效應(ying)

橡膠材料(liao)的焦耳熱(rè)效應，是指(zhǐ)處于拉伸(shen)狀态的橡(xiàng)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(gou)槽内🚶不産(chǎn)生竄😍動，在(zai)用作往複(fu)運動密封(feng)時，不産生(shēng)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(jiù)會産生不(bú)良的結果(guo)。本來已經(jīng)緊箍在旋(xuan)轉軸上的(de)O形密封圈(quan)，因旋轉運(yùn)動産生的(de)摩擦熱而(ér)收縮，進而(ér)使這種緊(jǐn)箍力增大(dà)，這樣，産生(sheng)摩擦熱→收(shōu)縮→緊箍力(lì)增大→産生(shēng)摩擦熱→……，如(rú)此反複循(xun)環，就大大(da)地促進了(le)橡膠的老(lao)化和磨損(sǔn)。