O型圈設(shè)計、使用(yòng)不當會(huì)加速它(ta)的損壞(huai),喪失密(mì)封性能(neng)✂️。實⛹🏻♀️驗🙇🏻表(biao)🌂明🔴,如密(mì)封裝置(zhì)各部分(fen)設計合(he)理,單純(chun)地提高(gao)壓力,并(bing)不會造(zao)💔成O型圈(quān)的破壞(huai)。在高壓(ya)、高溫的(de)工作條(tiao)件下,O型(xíng)圈破壞(huài)🏃🏻的主要(yao)原因是(shi)O型圈材(cai)料的🐆永(yǒng)久變形(xíng)和O型圈(quān)被擠入(ru)密封間(jian)隙而引(yin)起的間(jian)隙咬傷(shang)一級O型(xing)圈在運(yùn)動時😍出(chu)現扭曲(qu)現象。
1、永(yong)久變形(xíng)
由于O型(xíng)圈密封(fēng)圈用的(de)合成橡(xiang)膠材料(liào)是屬于(yu)粘彈性(xìng)材🈲料,所(suǒ)以初期(qī)設定的(de)壓緊量(liàng)和回彈(dàn)堵塞能(neng)力🌈經長(zhǎng)時間的(de)使用,會(huì)産生🚶♀️永(yǒng)久變形(xing)而逐漸(jian)喪失,最(zuì)終發生(shēng)洩漏。永(yong)久變形(xíng)和彈力(lì)消失是(shì)O型圈失(shi)去密🏃封(fēng)性能的(de)主要原(yuan)因,以下(xià)是造成(chéng)永久變(biàn)形的主(zhǔ)要原因(yin)。
1).壓縮率(lü)和拉伸(shen)量與永(yong)久變形(xíng)的關系(xì)
應(ying)該注意(yì),人們在(zài)計算壓(ya)縮率時(shí),往往忽(hū)略了O型(xing)圈在裝(zhuāng)配時受(shòu)拉伸而(er)引起的(de)截面高(gao)度的減(jian)小。O型圈(quān)截面面(miàn)積的變(biàn)🔞化是與(yu)其周長(zhǎng)的變化(hua)成反比(bi)的。同時(shí),由于拉(la)力的作(zuo)用,O型圈(quān)的截面(miàn)形狀也(ye)會發生(shēng)變化,就(jiù)表現為(wéi)其高度(du)的減小(xiao)。此🔅外,在(zai)表面🈲張(zhang)力作用(yòng)下,O型圈(quan)的外❓表(biao)面變得(de)更平了(le),即截面(mian)高度略(luè)有減小(xiao)。這也是(shì)O型密🔅封(fēng)圈壓縮(suo)應力松(song)弛的一(yi)種表現(xiàn)。
O型圈截(jié)面變形(xing)的程度(dù),還取決(jué)于O型圈(quān)材質的(de)硬度。在(zai)🐇拉伸‼️量(liang)相🈲同的(de)情況下(xia),硬度大(dà)的O型圈(quan),其截面(mian)高度也(ye)⚽減小較(jiao)多,從這(zhe)一點看(kan),應該按(àn)照使用(yong)條件盡(jìn)量選用(yong)低硬度(du)的材質(zhi)。在液體(tǐ)壓力和(he)張力的(de)作用下(xià),橡膠材(cai)🔞料的O型(xing)密封圈(quān)也會逐(zhú)漸發生(shēng)塑性變(bian)形,其截(jié)面高度(dù)會相應(yīng)減小,以(yi)緻最後(hòu)失去密(mi)封能力(lì)。
2).溫度與(yǔ)O型圈馳(chí)張過程(cheng)的關系(xi)
使用溫(wen)度是影(ying)響O型圈(quan)永久變(biàn)形的另(ling)一個重(zhòng)要因💰素(sù)☔。高溫會(huì)加🌈速橡(xiàng)膠材料(liào)的老化(huà)。工作溫(wēn)度越高(gāo),O型圈的(de)壓縮永(yǒng)久變形(xíng)就越大(dà)。當永久(jiǔ)變形大(dà)于40%時,O型(xing)圈就失(shi)去了密(mi)封能力(li)而發生(shēng)洩漏。因(yīn)壓縮變(biàn)形而㊙️在(zai)O型圈的(de)橡膠材(cai)料中形(xing)成的初(chu)始應力(lì)⛷️值,将随(sui)着❓O型圈(quan)的馳張(zhāng)過程和(he)溫度下(xia)降的作(zuò)用🔅而逐(zhu)漸降低(di)以緻消(xiao)失。
綜上所(suǒ)述,在設(she)計上應(ying)盡量保(bǎo)證O型圈(quan)具有适(shi)宜的工(gōng)作溫⚽度(du),或選用(yong)耐高、低(di)溫的O型(xing)圈材料(liao),以延長(zhǎng)使用壽(shou)命。
3).介質(zhi)工作壓(yā)力與永(yong)久變形(xing)
在(zai)油中的(de)情況就(jiù)不同了(le)。由于此(cǐ)時O型圈(quan)不與氧(yang)氣接❗觸(chù),所以上(shàng)述不良(liang)反應大(da)為減少(shao)。加之又(you)通常會(huì)💰引起膠(jiao)料有一(yī)定的膨(péng)脹❤️,所以(yǐ)因溫度(dù)引起的(de)壓縮永(yǒng)久變形(xíng)率将被(bei)抵消。因(yīn)此,在油(you)中的耐(nài)熱性大(da)為提高(gao)。以丁腈(jīng)橡膠為(wei)❤️例,它的(de)工作溫(wēn)度可達(dá)120℃或更高(gāo)。
2、間隙咬(yǎo)傷
被密(mi)封的零(ling)件存在(zai)着幾何(hé)精度(包(bāo)括圓度(du)、橢圓度(du)、圓柱度(dù)、同軸度(du)等)不良(liang)、零件之(zhī)間不同(tong)心以及(jí)高壓下(xia)内徑脹(zhang)大等現(xiàn)象,都會(hui)引起密(mì)封間隙(xi)的擴大(dà)和間隙(xì)擠出現(xian)象的加(jia)劇。O型圈(quan)的🐉硬度(dù)對間隙(xì)擠出現(xian)象也有(you)明顯的(de)影響🤞。液(yè)體或氣(qì)體的壓(yā)力越高(gāo),O型圈😘材(cái)料硬度(du)越小,則(zé)O型圈的(de)📞間隙擠(ji)出現象(xiàng)越嚴重(zhong)。
防止間(jian)隙咬傷(shāng)的措施(shī)是,對O型(xíng)密封圈(quan)的硬度(du)和密封(fēng)間🏃🏻隙加(jiā)以嚴格(ge)的控制(zhì)。選用硬(ying)度合适(shì)的密封(fēng)材料控(kòng)制間隙(xi)。常🔴用的(de)O型圈的(de)硬度範(fàn)圍是HS60~90。低(di)硬度者(zhě)用于低(dī)壓,高硬(ying)度者用(yòng)😄于高壓(ya)。配用适(shì)當的密(mi)封圈保(bǎo)護擋圈(quan),是防止(zhǐ)O型圈被(bei)擠入間(jiān)隙的有(you)效方法(fǎ)。
扭曲(qu)是指O型(xing)圈沿周(zhōu)向發生(shēng)扭轉的(de)現象,扭(niu)曲現象(xiang)♍一🈚般發(fa)生在動(dòng)密封狀(zhuàng)态。
O型圈(quan)如果裝(zhuang)配的妥(tuo)善,并且(qie)使用條(tiao)件适當(dang),一般不(bú)大容易(yi)⭐在往⁉️複(fú)在往複(fú)運動狀(zhuàng)态下産(chǎn)生滾動(dòng)或扭🏃🏻♂️曲(qu),因為O型(xing)圈與溝(gou)槽💁的接(jie)觸面積(ji)大于在(zai)滑動表(biǎo)面上的(de)摩擦接(jiē)觸面積(jī),而且O型(xing)圈本身(shēn)的✏️抗拒(jù)能力原(yuán)♉來就能(néng)阻止扭(niu)曲。摩擦(ca)力的分(fen)😘布也趨(qu)向保持(chi)O型圈💰在(zài)其溝槽(cáo)中靜止(zhi)不動,因(yīn)⚽為靜摩(mo)擦大于(yu)滑動摩(mo)擦✊,而且(qie)溝槽表(biǎo)面的粗(cu)糙度一(yi)般🙇🏻不如(rú)滑動表(biǎo)面的粗(cū)糙度。
另外,由(you)于密封(fēng)溝槽存(cún)在着同(tong)軸度偏(piān)差,密封(feng)高度♍不(bu)相等以(yi)及O型圈(quān)截面直(zhi)徑不均(jun1)勻等現(xiàn)象,可能(neng)使得O型(xíng)圈的一(yi)部分壓(ya)縮過大(dà),另一部(bù)分過小(xiǎo)或不受(shòu)🧑🏽🤝🧑🏻壓縮。當(dang)溝槽存(cun)在偏心(xin)即同軸(zhou)偏差大(dà)于O型圈(quan)的壓縮(suo)量時,密(mi)封會完(wán)全失效(xiao)。密封溝(gou)槽同軸(zhou)度偏差(cha)大㊙️的另(ling)一個害(hai)處是使(shi)O型密封(fēng)圈沿圓(yuán)周壓縮(suō)不均。
為了防(fang)止O型圈(quan)的扭曲(qu)損傷,在(zai)設計時(shí)應注意(yi)以下幾(ji)點:
1).O型圈(quān)安裝溝(gōu)槽的同(tóng)心度大(da)小,應從(cóng)加工方(fang)便和不(bú)産生扭(niǔ)曲現象(xiàng)兩個方(fāng)面來考(kǎo)慮。
2).O型圈(quan)斷面尺(chi)寸應均(jun)勻,并且(qie)在每次(cì)安裝時(shí)都應在(zài)密封部(bù)位充分(fen)塗抹潤(rùn)滑油或(huo)潤滑脂(zhi)。有時也(ye)可以采(cai)用浸透(tòu)潤滑油(yóu)的氈圈(quan)式加油(you)裝置。
4).在低(di)壓下也(yě)産生扭(niǔ)曲損傷(shāng)時,可使(shi)用密封(feng)圈保護(hu)擋圈。
5).降(jiàng)低缸筒(tǒng)和活塞(sāi)杆的表(biǎo)面粗糙(cāo)度。
7).可(kě)用不易(yì)産生扭(niu)曲現象(xiang)的密封(feng)圈代替(ti)O型圈。
4、磨(mó)粒磨損(sǔn)現象
當(dang)密封的(de)間隙具(ju)有相對(dui)運動時(shí),工作環(huan)境中的(de)灰塵和(hé)沙粒等(deng)被粘附(fù)在活塞(sāi)杆表面(miàn),并随着(zhe)活塞杆(gan)的往複(fú)運動與(yǔ)油膜一(yi)起被帶(dai)入缸内(nèi),成為侵(qin)入O型💁密(mi)封圈表(biao)面的磨(mó)粒,加速(sù)O型圈的(de)磨損☀️,以(yǐ)緻其失(shī)去密封(fēng)性。為了(le)避免這(zhe)🐅種情況(kuang)發🐕生,在(zai)往複運(yùn)動式密(mi)😘封裝置(zhì)的外伸(shen)軸端處(chù)必須使(shǐ)用防塵(chen)圈。
5、滑動(dong)表面對(duì)O型圈的(de)影響
滑(huá)動表面(miàn)的粗糙(cao)度是影(yǐng)響O型圈(quan)表面摩(mo)擦與磨(mó)損的直(zhi)接因素(su)。一般地(dì)說,表面(mian)光潔摩(mó)擦與磨(mó)損就小(xiao),所以滑(huá)動表面(miàn)✂️的粗糙(cāo)度數值(zhi)往往很(hen)低(Ra0.2~0.050μm)。但是(shi),試驗🏒表(biao)明,表面(miàn)粗糙過(guò)低(Ra低于(yu)0.050μm)又會給(gěi)摩擦與(yu)磨損帶(dai)來不利(li)的影響(xiang)。這是因(yin)為微小(xiao)的🔅表面(miàn)凹凸⭐不(bu)平,可以(yi)✨保持必(bì)要的潤(rùn)滑油膜(mó)。因👅此要(yao)選擇适(shì)當的表(biao)面要求(qiú)。
滑動表(biǎo)面的材(cái)質對O型(xing)圈的壽(shòu)命也有(you)影響。滑(hua)動表面(miàn)材質✍️的(de)硬度越(yuè)大、耐磨(mó)性越高(gao)、保持光(guang)潔的能(neng)力就越(yuè)強,O型圈(quan)的壽命(ming)⁉️也就越(yuè)長。這也(yě)是液壓(yā)缸活塞(sāi)杆表面(miàn)💔鍍鉻的(de)重要原(yuán)因。同理(lǐ)可以解(jiě)釋具有(you)同樣粗(cū)糙度的(de)用銅、鋁(lü)合金制(zhi)成的💘滑(hua)動表面(mian)比鋼制(zhi)滑動表(biao)面對密(mi)封圈的(de)摩擦與(yǔ)磨損更(gèng)為嚴重(zhòng),低硬度(dù)、大壓縮(suo)量的密(mi)♋封圈不(bu)如高硬(yìng)度、小壓(ya)縮量的(de)密封🌈圈(quān)耐用的(de)情況。
在(zài)動密封(feng)裝置中(zhong),摩擦與(yu)磨損是(shì)O型圈損(sun)壞的重(zhong)要影響(xiǎng)因素。磨(mó)損程度(dù)主要取(qǔ)決于摩(mó)擦力的(de)大小。當(dāng)液體💚壓(yā)力微小(xiao)時,O型圈(quān)摩擦力(lì)的大小(xiǎo)取決于(yu)它的預(yu)壓縮量(liàng)。當工作(zuo)液體承(cheng)受壓力(li)時,摩擦(ca)力随之(zhī)工作壓(ya)力的增(zeng)加而增(zeng)大。在工(gong)作壓力(lì)小于20MPa的(de)情況下(xià),近似地(dì)呈線形(xing)關系。壓(ya)力大于(yú)20MPa時,随着(zhe)壓力的(de)增加,O型(xíng)圈與金(jīn)屬表面(mian)接觸面(mian)積的增(zeng)加也逐(zhú)漸緩慢(man),摩擦力(lì)的增加(jiā)也相應(yīng)緩慢。在(zài)正常情(qíng)況下,O型(xing)圈的使(shi)用壽命(ming)随着液(yè)體壓☀️力(lì)的升高(gāo)将會近(jìn)似的呈(cheng)平方關(guān)系而減(jian)小。
7、焦(jiao)耳熱效(xiao)應
橡膠(jiao)材料的(de)焦耳熱(re)效應,是(shi)指處于(yu)拉伸狀(zhuang)态的橡(xiàng)膠遇熱(rè)産生🏃♀️收(shōu)縮的現(xiàn)象。在安(ān)裝O型圈(quan)時,為了(le)使它在(zài)密封溝(gou)槽内㊙️不(bu)産生竄(cuan)動,在用(yong)作往複(fú)運動密(mi)封🌂時,不(bú)産生扭(niǔ)曲現象(xiàng),一般使(shi)它處于(yu)某種程(cheng)度的拉(lā)伸狀态(tai)。但如果(guo)将這種(zhǒng)安裝方(fāng)⛱️法用于(yu)旋轉運(yun)動,就♋會(hui)産生不(bu)良🈲的結(jie)果。本來(lai)👌已經緊(jǐn)箍在旋(xuan)轉軸上(shàng)的O形密(mi)封圈,因(yin)旋轉運(yùn)動産生(sheng)的摩擦(cā)熱而收(shōu)縮☀️,進而(er)使這種(zhǒng)緊箍力(lì)增大,這(zhe)樣🌈,産生(sheng)摩擦♈熱(re)→收縮→緊(jǐn)箍力增(zēng)大→産生(sheng)摩擦熱(rè)→……,如此反(fan)複循環(huan),就大大(da)✂️地促進(jìn)了🌈橡膠(jiāo)的老☔化(huà)和磨損(sun)。