O型圈設(shè)計、使用不(bú)當會加速(sù)它的損壞(huai)，喪失密封(feng)性能。實🔱驗(yan)表💁明，如密(mi)封裝置各(gè)部分設計(jì)合理，單純(chun)地提高壓(yā)力🔆，并不會(huì)造成O型🆚圈(quan)的破壞。在(zài)高壓、高溫(wen)的🔞工作條(tiáo)件下，O型😘圈(quān)破壞☀️的主(zhǔ)要原因是(shì)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(ér)引起的間(jian)隙咬傷一(yī)級O型圈在(zài)運動時出(chu)現扭曲現(xiàn)🛀🏻象。

1、永久變(biàn)形

由于O型(xíng)圈密封圈(quān)用的合成(chéng)橡膠材料(liào)是屬于粘(zhan)彈性🐅材料(liào)㊙️，所以初期(qi)設定的壓(ya)緊量和回(hui)彈堵塞能(néng)力經長時(shi)間的使用(yòng)，會産生永(yong)久變形而(ér)逐漸喪失(shi)，最終發生(sheng)洩漏。永久(jiǔ)變形和彈(dàn)力消失是(shi)O型圈失去(qu)密封性能(neng)的主要原(yuan)因，以下是(shi)造成永久(jiu)變形的主(zhǔ)要原因。

1).壓(yā)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(jiāo)，在壓縮狀(zhuang)态下都會(hui)産生🧡壓🚩縮(suo)應力松弛(chi)現象，此時(shí)，壓縮應力(li)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(sōng)弛而産生(sheng)的應力下(xia)降就越大(dà)，以緻O型圈(quān)彈性不足(zú)，失去密封(fēng)能力。因此(ci)，在允許的(de)使用條件(jiàn)下，設法降(jiàng)低壓縮率(lǜ)是可取的(de)。增加O型圈(quan)的截面尺(chǐ)寸是降低(dī)壓縮率最(zui)簡單的方(fang)法，不過這(zhe)會帶😍來結(jié)構尺寸的(de)增加。

應該(gāi)注意，人們(men)在計算壓(ya)縮率時，往(wang)往忽略了(le)O型圈在裝(zhuāng)配時受🈲拉(la)伸而引起(qǐ)的截面高(gāo)度的減小(xiao)。O型圈截面(mian)面積的變(bian)化是與其(qi)周長的變(bian)化成反比(bǐ)的。同👈時，由(yóu)于🔱拉力的(de)作用，O型🌈圈(quan)的截面形(xíng)狀也會發(fā)生變化，就(jiu)表現為其(qí)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(gèng)平了，即截(jié)面高度略(lue)有減🔞小。這(zhe)也是O型🛀密(mì)封圈壓縮(suo)應力松弛(chí)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(quān)材質的硬(ying)度。在拉伸(shen)量🐉相同的(de)情況下，硬(ying)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(kàn)，應該按照(zhào)使用條件(jian)盡👈量選用(yong)低硬度的(de)材質。在液(yè)體壓力和(hé)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(biàn)形，其截面(miàn)高度會相(xiàng)應減小，以(yǐ)緻最後失(shi)去密封能(neng)力。

2).溫度與(yǔ)O型圈馳張(zhāng)過程的關(guān)系

使用溫(wēn)度是影響(xiang)O型圈永久(jiǔ)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(biàn)形就越大(dà)。當永久變(bian)形大于40%時(shí)，O型圈就失(shi)去了密封(feng)能力而發(fa)生洩漏。因(yīn)壓縮變形(xíng)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(suí)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(xiāo)失。

溫度在(zai)零下工作(zuò)的O型圈，其(qí)初始壓縮(suō)可能由于(yú)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(liào)會完全喪(sàng)失初始應(yīng)力;即使耐(nài)低溫的橡(xiàng)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(yin)為O型圈的(de)初💔始壓縮(suo)量取決于(yú)線脹系數(shu)。所以，選取(qǔ)初始壓❄️縮(suo)量時，就必(bì)須保證在(zài)由📱于馳張(zhāng)過程和🧑🏾‍🤝‍🧑🏼溫(wēn)度下降而(ér)造成應力(li)下降後仍(reng)有足夠的(de)密封能力(li)。溫度在零(líng)下工作的(de)O型圈,應特(tè)别注意橡(xiàng)膠材料的(de)恢複指數(shu)和變形指(zhi)數。

綜上所(suǒ)述，在設計(ji)上應盡量(liang)保證O型圈(quan)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(cái)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(gōng)作壓力正(zhèng)日益提高(gao)。長時間🈚的(de)高壓作用(yòng)會使O型圈(quan)發生永久(jiǔ)變形。因此(cǐ)，設計時應(yīng)根據工作(zuò)壓力選用(yòng)适當的耐(nài)壓橡膠材(cái)料。工作壓(yā)力越高，所(suo)用材料🐪的(de)硬度和耐(nài)高壓性能(néng)也應越高(gāo)。

為了改善(shan)O型圈材料(liào)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(cái)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(jiān)在工作介(jiè)質中浸泡(pào)，增塑劑會(huì)逐漸被工(gong)作介質吸(xī)收，導緻O型(xíng)密封圈體(ti)積收縮，甚(shen)至可能使(shǐ)O型密封🐕圈(quan)産生負壓(ya)縮(即在O型(xíng)密🔱封圈和(hé)被密封件(jian)的表面之(zhi)間出現間(jiān)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(fèn)考慮到這(zhè)㊙️些收縮量(liang)。應使壓制(zhi)💘出的O型密(mì)封圈在工(gōng)作介質中(zhong)浸泡5~10晝夜(ye)後仍能保(bao)持必要的(de)⭐尺寸。

O型圈(quān)材料的壓(yā)縮永久變(biàn)形率與溫(wēn)度有關。當(dang)變形率在(zài)40%或✂️更✏️大時(shi)，即會出現(xian)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(jiao)140℃。因此各國(guó)對📱O型圈的(de)永久變形(xing)作了規定(ding)。中國标準(zhǔn)橡膠材料(liào)的O型✔️圈在(zài)不同溫度(du)下的尺寸(cùn)變化🧡見表(biao)。同一材料(liào)的O型圈，在(zài)同一溫度(du)下，截面直(zhí)徑大的O型(xíng)圈壓🐉縮永(yǒng)久變形率(lü)較低。

在油(yóu)中的情況(kuàng)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(shù)不良反應(ying)大為減少(shǎo)。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(jiāng)被抵消。因(yīn)此，在🌈油中(zhong)的耐熱性(xìng)大為🔞提高(gao)。以丁腈橡(xiàng)膠為例，它(ta)的工作溫(wen)度可達120℃或(huò)更高。

2、間隙(xì)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(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(kuò)大和☁️間隙(xi)擠出現象(xiang)✂️的加劇♻️。O型(xíng)圈的硬度(dù)對間隙擠(jǐ)出現象也(ye)有明顯的(de)影響。液體(ti)或氣體的(de)壓力越高(gāo)，O型圈💰材料(liao)硬度越🍉小(xiao)，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(duì)O型密封圈(quan)的硬度和(he)密封🐉間隙(xì)加以嚴格(ge)的控制。選(xuǎn)用硬度合(hé)适的密封(fēng)材料控制(zhì)間隙。常用(yong)的O型圈的(de)硬度範圍(wei)是HS60~90。低硬度(dù)者用于低(di)壓，高硬度(dù)者用于高(gao)壓。配用适(shi)當的密封(feng)圈保護擋(dang)圈👣，是防止(zhi)O型圈被擠(jǐ)入間隙的(de)有❄️效方法(fǎ)。

3、扭曲現象(xiang)

扭曲是指(zhi)O型圈沿周(zhou)向發生扭(niu)轉的現象(xiàng)，扭曲現象(xiàng)一般🈲發生(shēng)📐在😍動密封(feng)狀态。

O型圈(quan)如果裝配(pei)的妥善，并(bìng)且使用條(tiáo)件适當，一(yi)般不大容(róng)易在往複(fú)在往複運(yùn)動狀态下(xià)産生滾動(dòng)或扭曲，因(yin)為O型圈與(yu)✌️溝槽的接(jiē)觸面積大(dà)于在滑動(dòng)表面上的(de)摩擦接觸(chù)🌏面積，而且(qie)O型圈本身(shen)的抗拒能(néng)力原來就(jiu)能阻止扭(niǔ)曲。摩擦力(li)的分布也(yě)趨向保持(chí)O型圈🙇‍♀️在其(qi)溝槽中靜(jing)止不動，因(yin)為靜摩擦(ca)大🔞于滑動(dòng)摩擦，而且(qiě)溝槽表✌️面(miàn)的粗糙度(du)一般不如(ru)滑動表面(mian)的粗糙度(du)。

引起扭曲(qu)損傷的原(yuan)因很多，其(qi)中最主要(yao)的是由于(yú)活塞🚶、活塞(sāi)杆和缸筒(tong)的間隙不(bú)均勻、偏心(xīn)過大、O型圈(quān)🈚斷面直徑(jing)不均勻等(děng)造成，由于(yú)造成O型圈(quan)在一周多(duo)受的摩擦(cā)力不✉️均勻(yun)，O型⚽圈的某(mǒu)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(zào)成扭曲(運(yùn)動用O型圈(quān)比固定用(yòng)O型圈的斷(duàn)面直徑大(da)就是💔這個(gè)道理)。

另外(wai)，由于密封(feng)溝槽存在(zài)着同軸度(du)偏差，密封(fēng)高度不🛀🏻相(xiang)等以及O型(xing)圈截面直(zhí)徑不均勻(yun)等現象，可(kě)能使得O型(xíng)圈的🔆一部(bù)🌈分壓縮過(guò)大，另一部(bù)分過小或(huò)不受🏃壓縮(suo)。當溝槽存(cun)在偏心即(jí)同軸💋偏差(cha)大于O型圈(quan)的壓㊙️縮量(liàng)時，密封會(huì)完全失效(xiào)。密封溝槽(cao)同軸度偏(pian)差大🐆的另(ling)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(hái)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(děng)的不均以(yi)及密封軸(zhóu)表面粗糙(cāo)度等因素(sù)的影響，導(dao)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(xing)圈的扭曲(qu)。運動用O型(xing)圈很容易(yì)因扭曲而(er)損壞，這是(shi)密封裝置(zhì)發生損壞(huài)和洩漏㊙️的(de)重要原因(yin)🐆。因此提高(gāo)密封溝槽(cao)的加工精(jing)密度以及(ji)減小偏心(xin)是保證☀️O型(xíng)圈具有可(kě)靠的密封(feng)性和壽命(ming)的重🐉要因(yīn)素。

安裝密(mì)封圈不應(ying)是它處于(yú)扭曲狀态(tai)。假如在安(ān)裝⛷️時就被(bei)扭曲‼️，則扭(niǔ)曲損傷就(jiu)會很快發(fā)生。在工作(zuò)中，扭曲現(xian)象會将O型(xing)圈切斷，産(chan)生大量漏(lòu)油，而且切(qiē)斷的O型圈(quān)會混到液(yè)壓系統的(de)其他部位(wei)，造成重大(da)事故。

為了(le)防止O型圈(quān)的扭曲損(sǔn)傷，在設計(jì)時應注意(yi)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(gōng)方便和不(bu)産生扭🌈曲(qu)✉️現象兩個(ge)方面來考(kǎo)慮。

2).O型圈斷(duan)面尺寸應(ying)均勻，并且(qiě)在每次安(ān)裝時都應(ying)在密封部(bu)位充💰分塗(tú)抹潤滑油(yóu)或潤滑脂(zhī)。有時也可(ke)以采用浸(jin)透🈲潤滑油(yóu)的氈圈❄️式(shì)加油裝置(zhi)。

3).加大O型圈(quān)的截面直(zhí)徑，動密封(fēng)用O型密封(feng)圈的截面(mian)⭕直徑👣一般(ban)應大于靜(jìng)密封用O型(xíng)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(sun)傷時，可使(shǐ)用密封圈(quan)保護擋圈(quan)。

5).降低缸筒(tǒng)和活塞杆(gan)的表面粗(cū)糙度。

6).采用(yong)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(quan)。

4、磨粒磨損(sǔn)現象

當密(mì)封的間隙(xì)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(huo)塞杆的往(wǎng)複運動與(yu)油膜一起(qi)被帶入缸(gang)内，成為侵(qin)入O型密封(fēng)圈表面的(de)磨粒，加⭐速(sù)O型圈的磨(mo)損，以緻其(qí)失去密封(feng)性。為了避(bi)免這💜種情(qing)況發🔞生，在(zai)往複🐉運動(dòng)式密封裝(zhuāng)置的外伸(shen)軸端處必(bi)須使用防(fáng)塵㊙️圈。

5、滑動(dong)表面對O型(xing)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(guāng)潔摩擦與(yu)磨損就小(xiao)，所以滑動(dòng)表面的粗(cū)糙度數值(zhi)往往很低(dī)(Ra0.2~0.050μm)。但是，試驗(yàn)表明，表面(mian)粗糙過低(dī)(Ra低于0.050μm)又會(huì)給摩擦與(yu)磨損帶來(lái)不利的影(yǐng)👄響。這是因(yīn)為微小的(de)表面凹凸(tū)不平，可以(yǐ)㊙️保持必要(yào)的潤滑油(you)膜。因此要(yao)選擇适❗當(dāng)的表面要(yào)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(dòng)表㊙️面材質(zhi)的硬度越(yuè)大、耐磨性(xìng)越高、保持(chí)光潔的能(néng)力㊙️就越強(qiáng)，O型圈的壽(shòu)命也就越(yuè)長。這也是(shi)液壓缸活(huó)塞杆表面(mian)鍍鉻的重(zhòng)要原因。同(tong)理可以解(jiě)釋具有同(tong)樣粗糙度(dù)的♊用銅、鋁(lü)合金制成(chéng)的滑動表(biǎo)面👅比鋼制(zhì)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(suō)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(mó)擦力與O型(xing)圈的應用(yong)

在動密封(fēng)裝置中，摩(mo)擦與磨損(sǔn)是O型圈損(sǔn)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(li)微小時，O型(xing)圈摩🥵擦力(li)的大小取(qǔ)決于它的(de)預壓縮✍️量(liàng)。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(zeng)大。在工作(zuo)壓力小于(yu)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(jīn)屬❌表面接(jie)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(zhèng)常情況下(xià)，O型圈的使(shǐ)用壽命随(suí)着液體壓(ya)力的升高(gao)将會近似(si)的呈平方(fang)🔆關系而減(jiǎn)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(xing)密封圈之(zhi)📐間産生大(da)量的摩擦(cā)熱。由于多(duo)數O型圈都(dōu)是用橡膠(jiao)制成的，導(dao)熱👄性極差(cha)。因此，摩擦(ca)熱就會引(yin)起橡膠的(de)老化，導緻(zhi)O型圈實效(xiao)，破壞其密(mi)🍓封性🈲能。摩(mó)擦還會引(yǐn)起O型圈表(biǎo)面損傷，使(shǐ)壓縮量減(jian)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(mi)封時，摩擦(cā)熱還會引(yin)起粘着，造(zao)成摩擦力(lì)進一步增(zeng)加。

運動用(yong)密封在低(di)速運動時(shí)，摩擦阻力(li)還是引起(qi)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(shuo)，摩擦性是(shì)重要性能(néng)之一。摩擦(ca)系數是摩(mó)擦特性的(de)一個評價(jià)指🥰标，合成(chéng)橡膠摩擦(cā)系🆚數較大(da)，由于密封(feng)在運動狀(zhuang)态時，通常(chang)處于工作(zuo)油液或潤(rùn)滑劑參與(yǔ)的混合✍️潤(run)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(hěn)大程度上(shàng)取決于被(bèi)密封件的(de)表面硬度(du)與表面粗(cu)糙度。

7、焦耳(er)熱效應

橡(xiang)膠材料的(de)焦耳熱效(xiào)應，是指處(chu)于拉伸狀(zhuang)态的橡膠(jiao)遇熱産生(sheng)🏃🏻‍♂️收縮的現(xiàn)象。在安裝(zhuāng)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(yong)作往複運(yun)動密封時(shi)，不産生扭(niu)曲㊙️現象，一(yī)般使它處(chu)于某種程(chéng)度的拉伸(shēn)狀态。但如(ru)果将這☎️種(zhǒng)安裝方🏒法(fǎ)用于旋轉(zhuan)運動，就♉會(hui)産生不良(liáng)㊙️的結果。本(ben)來已經緊(jǐn)箍在旋轉(zhuǎn)軸上的O形(xing)密封圈，因(yin)旋轉運動(dòng)産生的摩(mo)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(suo)→緊箍力增(zēng)大→産生摩(mó)擦熱→……，如💋此(cǐ)反複循環(huan)，就大💞大🤞地(dì)促進了🧑🏾‍🤝‍🧑🏼橡(xiang)膠的老化(huà)和磨損。