O型圈設(shè)計、使用不(bu)當會加速(su)它的損壞(huai)，喪失密封(fēng)性能🔞。實驗(yàn)表明，如密(mi)封裝置各(ge)部分設計(jì)合理，單純(chun)地提高壓(yā)力，并不會(hui)造成O型圈(quān)的破壞。在(zai)高壓、高溫(wēn)的工作條(tiao)件下，O型圈(quan)破壞的主(zhu)要原因是(shì)O型圈材料(liào)的永久變(biàn)形和O型圈(quan)被擠入密(mi)封間隙而(er)引🐇起的間(jian)隙咬傷一(yi)級O型圈在(zài)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(quān)用的合成(cheng)橡膠材料(liao)是屬于粘(zhān)彈性🙇‍♀️材料(liao)，所⚽以初期(qī)設定的壓(yā)緊量和回(hui)彈堵塞能(néng)力經長時(shí)間的使用(yong)，會♍産生永(yong)久變形而(er)逐漸喪失(shī)，最終發生(shēng)洩漏。永久(jiǔ)變形和彈(dàn)力消失是(shì)O型圈失去(qu)密封性🌈能(neng)的主要原(yuán)因，以下是(shì)造成永久(jiǔ)變形的主(zhǔ)要原因。

1).壓(ya)縮率和拉(la)伸量與永(yong)久變形的(de)關系

制作(zuo)O型圈所用(yong)的各種配(pèi)方的橡膠(jiao)，在壓縮狀(zhuang)态下都會(huì)🧡産生壓縮(suō)應力松弛(chí)現象，此時(shi)，壓縮應力(lì)随着🏃‍♀️時間(jiān)的增長而(ér)減小。使用(yong)時間越長(zhǎng)、壓縮率和(he)拉伸量越(yuè)大，則由橡(xiang)膠應力松(song)弛而産生(sheng)的應力下(xià)降就越大(da)，以緻O型圈(quān)彈性不足(zu)，失去密封(feng)能力。因此(cǐ)，在允許的(de)使用條件(jian)下，設法降(jiàng)低壓縮率(lǜ)是可取的(de)。增加O型圈(quān)的截面尺(chǐ)寸是降低(dī)壓縮率最(zuì)簡單的方(fāng)法，不過這(zhe)會帶來結(jie)構尺寸的(de)增加。

應該(gāi)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(zhuāng)配🙇🏻時受拉(la)伸而引起(qi)的截面高(gao)度的減小(xiao)。O型圈截面(miàn)🛀面積💜的變(bian)化是❓與其(qí)周長的變(bian)化成反比(bǐ)的。同時，由(you)于拉力的(de)作用，O型圈(quan)的截面形(xing)狀也會發(fā)生變🔞化，就(jiu)表現為其(qi)高度的減(jian)小。此外，在(zai)表面張力(li)作用下，O型(xing)圈的外表(biǎo)面變得更(gèng)平了，即截(jie)面❓高度略(luè)有減🥰小。這(zhe)也是O型密(mi)封圈壓縮(suo)應力松弛(chí)的一種表(biao)🌈現。

O型圈截(jié)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(shen)💛量相同的(de)情況下，硬(ying)度大的O型(xing)圈，其截面(miàn)高度也🏒減(jian)小🛀較多，從(cong)這一點🏃看(kàn)，應該按照(zhào)使用條件(jiàn)盡量選用(yòng)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(xíng)密🥰封圈也(yě)會逐漸發(fā)生塑性變(bian)形♉，其截面(miàn)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(zhāng)過程的關(guan)系

使用溫(wen)度是影響(xiǎng)O型圈永久(jiǔ)變形的另(ling)一個重要(yao)因素。高溫(wen)會🚶‍♀️加速橡(xiàng)膠材料的(de)老化。工作(zuò)溫度越高(gāo)，O型☀️圈的壓(yā)縮永久變(biàn)形就越大(dà)。當永久變(bian)形大于40%時(shi)，O型圈就失(shī)去了密封(fēng)能力而發(fa)生洩漏。因(yin)壓縮變形(xing)而在O型圈(quan)的橡膠材(cái)料🐅中形成(chéng)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(jiàng)低以緻消(xiao)失。

溫度在(zài)零下工作(zuo)的O型圈，其(qi)初始壓縮(suō)可能由于(yú)溫度的急(jí)劇🈲降低而(er)減小或完(wan)全消失。在(zài)-50~-60℃情況下，不(bú)耐🌈低溫的(de)橡膠材料(liao)會完全喪(sàng)失初始應(ying)力;即使耐(nai)低溫的橡(xiang)膠材料，此(cǐ)時的初始(shǐ)應🏃🏻‍♂️力也不(bu)會大于20℃時(shí)初始應力(li)的25%。這是因(yīn)為O型圈的(de)初始壓縮(suō)量取決于(yu)線脹系數(shù)。所以，選取(qu)初始壓✏️縮(suo)量時，就必(bì)須保證在(zài)由于馳張(zhang)過程和溫(wēn)度下降而(er)造成應力(lì)下降後仍(reng)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(shu)和變形指(zhi)數。

綜上所(suo)述，在設計(jì)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(yòng)耐高、低溫(wēn)的O型圈材(cai)料，以延長(zhǎng)使用壽命(mìng)。

3).介質工作(zuò)壓力與永(yǒng)久變形

工(gong)作介質的(de)壓力是引(yǐn)起O型圈永(yong)久變形的(de)主要因素(sù)。現代液壓(ya)設備的工(gong)作壓力正(zheng)日益提高(gāo)。長時間的(de)高壓作用(yong)會使O型圈(quan)發😍生永久(jiu)變形。因此(ci)，設計時應(ying)根據工作(zuo)壓力選用(yong)适當的耐(nài)壓橡👣膠材(cai)料。工作壓(ya)力越高，所(suǒ)用材料的(de)硬度和耐(nài)高壓性能(néng)也應越高(gāo)。

為了改善(shàn)O型圈材料(liao)的耐壓性(xing)能，增加材(cai)料的彈性(xing)(特别‼️是增(zēng)加材料在(zai)低溫下的(de)彈性)、降低(dī)材料的壓(ya)💔縮永久變(biàn)形，一般需(xu)要改進材(cai)料的配方(fang)，加入增塑(sù)☀️劑。但是，具(ju)有增塑劑(jì)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(xing)密封圈體(ti)積收縮，甚(shèn)至可能使(shi)O型密封圈(quān)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(zhī)間出現間(jian)隙)。因此，在(zai)計算O型💚密(mì)封圈📞壓縮(suo)量和進行(hang)模具設計(jì)🌍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(zhong)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(wen)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(yǐ)幾種膠料(liao)的耐熱性(xìng)界限⛱️為:丁(ding)腈橡㊙️膠70℃，三(sān)元乙丙橡(xiàng)膠100℃，氟橡膠(jiao)140℃。因此各國(guó)對O型圈的(de)永久變形(xing)作了規定(dìng)。中國标準(zhǔn)橡膠材料(liao)的O型♍圈在(zai)不同溫度(du)下的尺寸(cùn)變化見表(biǎo)。同一材料(liao)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(yong)久變形率(lǜ)較低。

在油(yóu)中的情況(kuang)就不同了(le)。由于此時(shi)O型圈不與(yǔ)氧氣接觸(chù)，所以上🧡述(shu)不良反應(ying)大為減少(shǎo)。加之又通(tong)常會🚶‍♀️引起(qi)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(yin)此，在油中(zhong)的耐熱性(xing)大為🐉提高(gao)。以丁腈橡(xiang)膠為👈例，它(ta)的工♻️作溫(wen)度可達120℃或(huo)更高。

2、間隙(xi)咬傷

被密(mì)封的零件(jian)存在着幾(ji)何精度(包(bāo)括圓度、橢(tuǒ)圓度、圓柱(zhù)♻️度、同軸度(du)等)不良、零(líng)件之間不(bú)同心以及(ji)高壓下内(nèi)徑脹大等(deng)現象，都會(hui)引起密封(fēng)間隙的擴(kuo)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(ye)有明顯的(de)影響。液體(tǐ)或氣體的(de)壓力越高(gao)，O型圈材料(liao)硬度越小(xiǎo)，則O型圈的(de)間隙擠出(chū)現⚽象越嚴(yan)重。

防止間(jian)隙咬傷的(de)措施是，對(dui)O型密封圈(quān)的硬度和(he)密封間隙(xì)加📱以🌏嚴格(gé)的控制。選(xuan)用硬度合(hé)适的密封(fēng)材料控制(zhi)間隙。常用(yòng)的O型圈的(de)硬度範圍(wéi)是HS60~90。低硬度(dù)者用于低(dī)壓，高硬度(du)者用于高(gāo)壓。配用适(shi)當的密封(feng)圈🙇🏻保護擋(dǎng)圈🌂，是防止(zhǐ)O型圈被擠(jǐ)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(zhou)向發生扭(niu)轉的現象(xiàng)，扭曲現象(xiang)一🔴般🚩發生(shēng)在動密封(fēng)狀态。

O型圈(quān)如果裝配(pèi)的妥善，并(bing)且使用條(tiao)件适當，一(yī)般不大容(rong)易在往複(fu)在往複運(yun)動狀态下(xià)産生滾動(dong)或扭曲，因(yin)💯為O型🔴圈與(yǔ)溝槽的接(jiē)觸面積大(da)于在滑動(dong)表面上的(de)摩🔱擦接觸(chu)面積，而且(qiě)O型圈㊙️本身(shēn)的抗拒能(neng)力原來就(jiu)能阻止扭(niǔ)曲。摩擦力(lì)的分🈲布也(ye)趨向保持(chí)O型圈在其(qí)溝槽中靜(jìng)止不動，因(yin)為靜摩擦(ca)大于滑動(dòng)摩擦，而且(qiě)溝槽表♊面(mian)的粗糙度(du)一般不如(rú)滑動表面(mian)的粗糙度(dù)。

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(sai)杆和缸筒(tǒng)的間隙不(bu)均勻、偏心(xīn)過大、O型圈(quan)斷面直徑(jing)😍不均🌐勻等(děng)造成，由于(yú)造成O型圈(quān)在一周多(duō)🐆受的摩擦(ca)力不均勻(yun)，O型㊙️圈的某(mou)些部分摩(mo)擦過大，發(fā)生扭曲。通(tōng)📧常，斷面尺(chi)寸較小的(de)O型圈，容易(yi)産生摩擦(cā)不均勻造(zao)成扭曲(運(yun)動用O型圈(quan)比固定用(yòng)O型圈的斷(duàn)面直徑大(dà)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(fēng)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(xing)圈的☎️一部(bu)🈲分壓縮過(guo)大，另一部(bu)分過小或(huò)不受壓縮(suō)。當溝槽存(cún)在偏心即(ji)同軸偏差(cha)大于O型圈(quan)的壓縮量(liang)時，密封會(huì)完全失效(xiào)。密封溝槽(cao)同軸度偏(piān)差大的另(ling)一個害😘處(chù)是使O型密(mi)✌️封圈沿圓(yuán)周壓縮不(bú)均。

此外還(hái)有由于O型(xíng)圈截面直(zhí)徑、材質硬(yìng)度、潤滑油(you)膜厚🈲度等(deng)的不🧑🏾‍🤝‍🧑🏼均以(yi)及密封軸(zhóu)表面粗糙(cao)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(yī)部分則發(fā)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(zhi)發生損壞(huai)和洩漏🙇‍♀️的(de)重要㊙️原因(yīn)。因此提高(gao)密封溝槽(cao)的加工精(jing)密度以及(jí)減小偏🐉心(xin)是保證O型(xing)圈具有可(kě)靠的密封(feng)性和壽命(mìng)的重🚩要因(yīn)素。

安裝密(mi)封圈不應(yīng)是它處于(yu)扭曲狀态(tai)。假如在安(ān)裝時🏒就被(bèi)扭💋曲👉，則扭(niu)曲損傷就(jiù)會很快發(fa)生。在工作(zuo)中，扭曲現(xian)象會将O型(xing)圈❄️切斷，産(chǎn)生大量漏(lou)油，而且切(qie)斷🔞的O型圈(quan)會混到🚩液(yè)壓系統的(de)其他部位(wèi)，造成重大(dà)事故。

為了(le)防止O型圈(quan)的扭曲損(sun)傷，在設計(ji)時應注意(yì)以下幾點(diǎn)：

1).O型圈安裝(zhuāng)溝槽的同(tong)心度大小(xiǎo)，應從加工(gong)方便和不(bú)産生扭曲(qǔ)現象兩個(ge)方面來考(kǎo)慮。

2).O型圈斷(duan)面尺寸應(yīng)均勻，并且(qie)在每次安(an)裝時都應(yīng)在密封部(bù)位充🔴分塗(tu)抹潤滑油(yóu)或潤滑脂(zhi)。有時也可(ke)以采用浸(jìn)透潤滑油(you)的❓氈圈式(shì)加油裝置(zhi)。

3).加大O型圈(quan)的截面直(zhí)徑，動密封(feng)用O型密封(fēng)圈的截面(miàn)直🥰徑一般(bān)應大于靜(jìng)密封用O型(xing)圈;此外，O型(xing)圈應避免(miǎn)😘用作大直(zhi)徑活塞的(de)密封。

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

5).降低缸筒(tong)和活塞杆(gan)的表面粗(cū)糙度。

6).采用(yòng)低摩擦系(xi)數的材料(liào)制作O型密(mì)封圈。

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

4、磨粒磨損(sun)現象

當密(mì)封的間隙(xi)具有相對(duì)運動時，工(gong)作環境中(zhōng)的灰塵🤟和(hé)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(yu)油膜一起(qi)被帶入缸(gang)内，成為侵(qīn)入O型密封(feng)圈表面的(de)磨粒，加速(su)O型圈的磨(mó)損🌈，以緻其(qi)失去密封(feng)性。為了避(bì)免這種情(qing)況發生，在(zài)往複運動(dòng)式密🐕封裝(zhuāng)置的外✔️伸(shen)軸端處必(bì)須使用防(fang)塵圈。

5、滑動(dong)表面對O型(xíng)圈的影響(xiang)

滑動表面(mian)的粗糙度(dù)是影響O型(xing)圈表面摩(mó)擦與磨損(sun)的💁直接因(yīn)素。一般地(di)說，表面光(guang)潔摩擦與(yu)磨損就小(xiǎo)，所以滑動(dong)🈚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(yǐng)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(yào)求。

滑動表(biǎo)面的材質(zhi)對O型圈的(de)壽命也有(you)影響。滑動(dong)表面材質(zhì)💁的硬🏒度越(yuè)大、耐磨性(xìng)越高、保持(chi)光潔的能(néng)力🛀🏻就越強(qiang)，O型圈的壽(shòu)命⭕也就越(yue)長。這也是(shi)液壓缸活(huó)塞杆表面(mian)鍍鉻的重(zhòng)要原因。同(tóng)理可以解(jie)釋具有同(tóng)樣粗糙度(du)的用銅、鋁(lü)合金制成(cheng)的滑動表(biǎo)面比鋼制(zhi)滑💋動表面(miàn)對密⚽封圈(quan)的摩擦與(yu)磨損更為(wei)嚴重，低硬(yìng)度、大壓縮(suo)量的密封(feng)圈不如高(gao)硬度、小壓(ya)縮量的密(mi)封圈耐用(yong)的🈲情況。

6、摩(mó)擦力與O型(xing)圈的應用(yong)

在動密封(feng)裝置中，摩(mó)擦與磨損(sun)是O型圈損(sun)壞的重要(yao)影響因素(su)。磨損程度(dù)主要取決(jue)于摩擦力(lì)的大小。當(dang)液體壓力(lì)微小時，O型(xíng)圈摩擦力(li)的大小取(qu)決于它的(de)預壓縮量(liang)。當工作液(ye)體承受壓(ya)💋力時，摩✉️擦(cā)力随之工(gong)作壓力的(de)增加而增(zēng)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(xi)。壓力大于(yú)20MPa時，随着壓(ya)力的增加(jia)，O型圈與金(jin)屬表面接(jiē)觸面積的(de)增加也逐(zhú)漸緩♊慢，摩(mó)擦力的增(zeng)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(ya)💰力的升高(gāo)将會近似(sì)的呈平方(fāng)關系而減(jiǎn)小。

摩擦力(lì)的增加，使(shi)得旋轉或(huò)往複運動(dòng)的軸與O型(xíng)密封🌂圈⛷️之(zhī)間産生大(da)量的摩擦(ca)熱。由于多(duō)數O型圈都(dōu)是用橡膠(jiāo)制成的，導(dao)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(mó)擦還會引(yǐn)起O型圈表(biao)面損傷，使(shi)壓縮量減(jiǎn)小。嚴重的(de)💔摩擦會很(hen)快引起O型(xíng)圈的表面(miàn)損壞，失去(qù)密封性。作(zuò)氣動往複(fú)運動用密(mì)封時，摩擦(ca)熱還會引(yǐn)起粘着，造(zao)成摩擦力(li)進一步增(zēng)🔱加。

運動用(yong)密封在低(dī)速運動時(shí)，摩擦阻力(li)還是引起(qi)爬🥵行🔞的⛷️一(yī)📱個因素，影(ying)響元件和(hé)系統的工(gong)作性能。所(suǒ)以對運動(dong)密封來說(shuo)，摩擦性是(shì)重要性能(neng)之一。摩擦(cā)系數是摩(mó)🌈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(cháng)處🛀🏻于工作(zuo)油液或潤(run)滑劑參與(yǔ)的混合潤(rùn)滑狀态，摩(mo)擦系數一(yī)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(du)與表面粗(cū)糙度。

7、焦耳(ěr)熱效應

橡(xiàng)膠材料的(de)焦耳熱效(xiao)應，是指處(chù)于拉伸狀(zhuang)态的橡膠(jiāo)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(zài)密😄封溝槽(cáo)内不産生(shēng)竄🙇🏻動，在用(yòng)作往複運(yun)動密封🔅時(shi)，不産生扭(niu)曲現象，一(yi)般使它🤟處(chu)于某種程(cheng)度的拉伸(shen)狀态。但如(rú)果将這種(zhǒng)安裝方法(fǎ)用于旋轉(zhuan)運動，就會(huì)産生不良(liáng)☔的結果。本(běn)來已經緊(jin)箍在旋轉(zhuan)軸上的O形(xíng)密封圈，因(yīn)旋👄轉運動(dong)産生的摩(mo)擦熱而收(shou)縮，進而使(shi)這種緊箍(gū)力增大，這(zhe)樣，産生摩(mo)擦♍熱→收縮(suō)→緊箍力增(zeng)大→産生摩(mo)擦熱→……，如🈲此(cǐ)反複循環(huán)，就大大地(di)促進了👈橡(xiang)膠的老化(hua)和磨損。