O型圈設(shè)計、使用不當會加(jiā)速它的損壞，喪失(shī)密封性能。實👈驗表(biao)🔞明，如密封裝置各(ge)部分設計合理，單(dan)純地提高壓力，并(bìng)不會造⛱️成O型圈的(de)破壞。在高壓、高溫(wēn)的工作條件下，O型(xing)圈破壞♋的主要原(yuan)因是O型圈材料的(de)永久變形和O型圈(quan)被擠入密封間隙(xi)而引起的間隙咬(yao)傷一級O型圈在運(yùn)動時出現扭曲現(xian)象。

1、永久變形

由于(yú)O型圈密封圈用的(de)合成橡膠材料是(shi)屬于粘彈性材料(liao)，所以🙇🏻初期設定的(de)壓緊量和回彈堵(dǔ)塞能力經長時間(jiān)的使用，會産生✏️永(yong)久變形而逐漸喪(sang)失，最終發生洩漏(lou)。永久變形和彈力(lì)消失是O型圈失去(qu)💋密封性能的主要(yao)原因，以下是造成(cheng)永久變形的主☁️要(yào)原因。

1).壓縮率和拉(la)伸量與永久變形(xing)的關系

制作O型圈(quan)所用的各種配方(fang)的橡膠，在壓縮狀(zhuàng)态下☎️都☀️會産生壓(ya)縮應力松弛現象(xiang)，此時，壓縮應力随(suí)着時間☀️的增長而(ér)減小。使用🌈時間越(yue)長、壓縮率和拉伸(shēn)量越大，則由橡🐅膠(jiāo)應力松弛而産生(shēng)的㊙️應力下降就越(yue)大，以緻O型圈彈性(xing)不足，失去密封能(neng)力。因此，在允許的(de)使用條件下，設法(fa)降低壓縮率是可(kě)取的。增加O型圈的(de)截面尺寸是降低(dī)壓縮率最簡單的(de)方🐕法，不過這會帶(dai)🈚來結構尺寸的🧡增(zeng)加。

應該注意，人們(men)在計算壓縮率時(shi)，往往忽略了O型圈(quan)在裝配時受拉伸(shēn)而引起的截面高(gāo)度的減小。O型圈截(jie)面面積的變化是(shi)🥰與其周長的變化(hua)成反比的。同♋時，由(you)于拉力的作用，O型(xing)🏃‍♂️圈的截面形狀也(ye)會發生變化，就表(biǎo)現🌈為其高度的減(jian)小。此外，在表面張(zhāng)力作用下，O型圈的(de)外表面變得更平(ping)了，即截面高度略(luè)有減小。這也是O型(xíng)密封圈壓縮應力(li)松弛的一種表現(xian)。

O型圈截面變形的(de)程度，還取決于O型(xíng)圈材質的硬度。在(zài)🏃‍♂️拉☔伸量㊙️相同的情(qing)況下，硬度大的O型(xíng)圈，其截面高度也(ye)減小㊙️較多，從這一(yī)點看，應該按照使(shi)用條件盡量選用(yong)低硬度🌈的材質。在(zài)液體壓力和張力(lì)的作用下，橡膠材(cái)🏃料的O型密封圈也(ye)會逐漸發生塑性(xìng)變形，其截面高度(dù)會相應減小，以緻(zhi)最後失去密封能(néng)力。

2).溫度與O型圈馳(chí)張過程的關系

使(shi)用溫度是影響O型(xíng)圈永久變形的另(ling)一個重要因素。高(gāo)溫會加速橡膠材(cái)料的老化。工作溫(wen)度越高，O型圈的壓(yā)縮永久變形就越(yuè)⭐大。當永久變形大(da)于40%時，O型圈就失去(qu)了密封能力而發(fā)生洩漏。因壓縮變(bian)形而在O型圈的🎯橡(xiang)膠材料中形成的(de)初始應力🆚值，将随(suí)着O型圈的馳張過(guò)程和溫度下降的(de)作用而逐漸降低(dī)👌以緻消失。

溫度在(zai)零下工作的O型圈(quān)，其初始壓縮可能(néng)由于溫💞度的急劇(jù)降低而減小或完(wán)全消失。在-50~-60℃情況下(xia)，不耐低溫的橡膠(jiao)材料會✂️完全喪失(shī)初始應力;即使耐(nai)低溫的橡膠材料(liao)，此時的初始應力(li)也不會大于20℃時初(chu)始應力的25%。這是因(yin)為O型圈的初始壓(yā)縮量💚取決于線🍉脹(zhang)系數。所以，選取初(chū)始壓縮量時，就必(bi)須保證在由于馳(chí)張過程和溫度下(xià)降而造‼️成應力下(xià)降後👌仍有足夠的(de)密🤩封能力。溫度在(zai)零下工作的O型圈(quān),應特别注意橡膠(jiao)材料的恢複指數(shu)和變形指數。

綜上(shang)所述，在設計上應(ying)盡量保證O型圈具(jù)有适宜的🐆工作溫(wen)度，或選用耐高、低(di)溫的O型圈材料，以(yi)延長使用壽命。

3).介(jiè)質工作壓力與永(yǒng)久變形

工作介質(zhi)的壓力是引起O型(xing)圈永久變形的主(zhǔ)要因素。現代液壓(ya)㊙️設備的工作壓力(lì)正日益提高。長時(shí)間的高壓作用會(huì)使O型圈發生永久(jiǔ)變形。因此，設計時(shi)應根據工作壓力(lì)選用♻️适當的耐壓(ya)橡膠材料。工作壓(ya)力越高，所用材料(liào)的硬度和耐高壓(ya)性能也應越高。

為(wéi)了改善O型圈材料(liào)的耐壓性能，增加(jiā)材料的彈性(特别(bie)是♉增加材料在低(dī)溫下的彈性)、降低(di)材料的壓縮永久(jiǔ)變形，一🔴般需要改(gǎi)進材料的配方，加(jiā)入增塑劑。但是，具(ju)有增塑劑的O密封(feng)形圈，長時☎️間在工(gōng)作介質中浸泡，增(zeng)塑劑會逐漸被工(gōng)作介質吸收，導緻(zhì)O型🔞密封圈體積收(shou)縮，甚至可能使O型(xing)密封圈産生負壓(yā)縮(即在O型密封圈(quān)和被密封件的表(biao)面之間出現間隙(xì))。因此，在計算O型密(mi)封圈🆚壓縮量和進(jin)行模具設計時，應(yīng)充分考慮到這✌️些(xiē)收縮量。應使壓制(zhì)🔞出的O型密封圈在(zài)工作介質中浸泡(pào)5~10晝夜後仍能保持(chí)必㊙️要的尺寸。

O型圈(quan)材料的壓縮永久(jiǔ)變形率與溫度有(you)關。當變形率在40%或(huò)更大時，即會出現(xian)洩漏，所以幾種膠(jiao)料的耐熱性界限(xian)👈為:丁腈橡膠70℃，三元(yuan)乙丙橡膠100℃，氟橡膠(jiao)140℃。因此各國對O型圈(quan)的永久變形作了(le)🚶‍♀️規定。中♍國标準橡(xiang)膠材料的O型圈在(zai)不同溫度下的尺(chǐ)寸變化見表。同一(yi)材料的O型圈，在同(tóng)一溫度♊下，截面直(zhi)徑大的O型圈壓♌縮(suo)永久變形率較低(dī)。

在油中的情況就(jiù)不同了。由于此時(shi)O型圈不與氧氣接(jie)♻️觸✂️，所以上述不良(liáng)反應大為減少。加(jia)之又通常會引起(qi)膠料有一定的膨(péng)脹，所以因溫度引(yin)起的壓縮永久變(biàn)形率将被抵消💁。因(yīn)此，在油中的耐熱(rè)性大為提高。以丁(dīng)腈橡膠為例，它的(de)工作溫度可達120℃或(huo)更高。

2、間隙咬傷

被(bèi)密封的零件存在(zai)着幾何精度(包括(kuo)圓度、橢圓度、圓柱(zhù)度、同㊙️軸㊙️度等)不良(liáng)、零件之間不同心(xīn)以及高壓下内😄徑(jìng)脹🏃🏻大等現象，都會(huì)引起密封間隙的(de)擴大和間隙擠出(chu)現象的加劇🏒。O型圈(quān)的🛀硬度對間隙擠(jǐ)出現象也有明顯(xian)的影響。液體或氣(qì)體的壓力🈲越高，O型(xíng)圈材料硬度越小(xiao)，則O型圈的間隙擠(jǐ)出現象越嚴重。

防(fang)止間隙咬傷的措(cuo)施是，對O型密封圈(quan)的硬度和密封間(jiān)隙加以嚴格的控(kong)制。選用硬度合适(shì)的密封材料控♌制(zhì)間隙。常用的O型圈(quān)🌍的硬度範圍是HS60~90。低(di)硬度者用于低🌏壓(yā)，高硬🈲度者用于高(gao)壓。配用适當的密(mì)封圈保護擋圈，是(shi)防止O型⭐圈被擠入(rù)🌈間隙的有效方法(fa)。

3、扭曲現象

扭曲是(shi)指O型圈沿周向發(fa)生扭轉的現象，扭(niu)曲現象🧑🏽‍🤝‍🧑🏻一般發生(shēng)在動密封狀态。

O型(xing)圈如果裝配的妥(tuǒ)善，并且使用條件(jiàn)适當，一般不大容(róng)易在☎️往複在往複(fu)運動狀态下産生(shēng)滾動或扭曲，因為(wei)O型圈與🈲溝槽的接(jiē)觸面積大于在滑(huá)動表面上的摩擦(cā)接觸面積，而且O型(xing)圈🔴本身的抗拒能(néng)力原來就能阻止(zhi)扭曲。摩擦力的分(fèn)布也趨向保持O型(xing)圈在其溝槽中靜(jìng)止不動，因為靜摩(mo)擦大于滑動摩擦(ca)🚩，而且溝槽表面的(de)粗糙度一般🚩不如(ru)滑動表面的粗糙(cāo)度。

引起扭曲損傷(shāng)的原因很多，其中(zhong)最主要的是由于(yú)活塞、活塞杆和缸(gang)筒的間隙不均勻(yún)、偏心過大、O型圈斷(duàn)面直徑不均勻等(děng)👣造成，由于造成O型(xíng)圈在一周多受的(de)摩擦力不均勻，O型(xing)圈的某些部分摩(mó)擦過大，發生扭曲(qu)。通常，斷面尺寸較(jiào)小的O型圈，容易産(chǎn)生摩擦🈚不均勻造(zao)成扭曲(運動用O型(xíng)圈比固定🔞用O型圈(quān)的斷面直徑大就(jiù)是這個道理)。

另外(wài)，由于密封溝槽存(cun)在着同軸度偏差(cha)，密封高度不🈲相等(deng)以👉及O型圈截面直(zhí)徑不均勻等現象(xiàng)，可能使得O型圈的(de)一部分壓⛷️縮過大(da)，另一部分過小或(huò)不受壓縮。當溝槽(cáo)存在偏心即同軸(zhóu)💘偏差大于O型圈的(de)壓🛀縮量時，密封會(hui)完全失效。密封溝(gou)槽同軸度偏差大(dà)👨‍❤️‍👨的另一個害處是(shi)使O型密🈲封圈沿圓(yuan)周壓縮不均。

此外(wài)還有由于O型圈截(jie)面直徑、材質硬度(dù)、潤滑油膜厚💁度等(děng)🐆的不💯均以及密封(feng)軸表面粗糙度等(deng)因素的影響💛，導緻(zhi)O型圈的一部分沿(yán)工作表面滑動，另(lìng)一部分則發生滾(gǔn)動，從而造成O型圈(quan)🏃‍♀️的扭曲。運動用O型(xing)圈很容易因扭曲(qǔ)而損壞，這是密封(feng)裝置發生損壞和(hé)洩漏的重要原因(yīn)。因此提高密封溝(gou)槽的加工精密度(dù)以及減小偏心是(shì)保證O型圈⛷️具有可(ke)靠的密封性和壽(shou)命的重要因素。

安(ān)裝密封圈不應是(shì)它處于扭曲狀态(tai)。假如在安裝時就(jiu)被✏️扭曲，則扭曲損(sǔn)傷就會很快發生(sheng)。在工作中，扭曲現(xiàn)象會将O型圈切斷(duàn)，産生大量漏油，而(er)且切斷的O型圈☂️會(hui)混到液壓系統的(de)其他部位‼️，造成重(zhong)大事故。

為了防止(zhǐ)O型圈的扭曲損傷(shang)，在設計時應注意(yì)以下幾🐆點：

1).O型圈安(an)裝溝槽的同心度(du)大小，應從加工方(fāng)便和不🍉産生扭曲(qǔ)👄現象兩個方面來(lái)考慮。

2).O型圈斷面尺(chi)寸應均勻，并且在(zai)每次安裝時都應(yīng)在密封☂️部位充🌈分(fen)塗抹潤滑油或潤(rùn)滑脂。有時也可以(yǐ)采用❓浸透潤滑油(yóu)的氈圈式加油裝(zhuāng)置。

3).加大O型圈的截(jié)面直徑，動密封用(yòng)O型密封圈的截面(miàn)直❗徑💜一✌️般應大于(yú)靜密封用O型圈;此(cǐ)外，O型圈應避免用(yòng)作大直徑活💞塞的(de)💰密封。

4).在低壓下也(yě)産生扭曲損傷時(shí)，可使用密封圈保(bao)護擋💋圈。

5).降低缸筒(tǒng)和活塞杆的表面(mian)粗糙度。

6).采用低摩(mo)擦系數的材料制(zhi)作O型密封圈。

7).可用(yong)不易産生扭曲現(xian)象的密封圈代替(ti)O型圈。

4、磨粒磨損現(xian)象

當密封的間隙(xi)具有相對運動時(shí)，工作環境中的灰(huī)塵和沙粒等被粘(zhan)附在活塞杆表面(miàn)，并随着活塞杆的(de)往☎️複運動與油膜(mo)一起被帶入缸内(nei)，成為侵入O型密封(feng)圈表面的磨粒，加(jia)速O型圈的磨損，以(yǐ)緻其失去密封性(xing)。為🈲了避免這種情(qíng)況發生，在往複運(yùn)動式密封裝置的(de)外伸軸端處必須(xū)使用防塵圈。

5、滑動(dong)表面對O型圈的影(ying)響

滑動表面的粗(cū)糙度是影響O型圈(quan)表面摩擦與磨損(sǔn)的🌏直🥰接因素。一般(ban)地說，表面光潔摩(mó)擦與磨損就小，所(suo)以滑動表面的粗(cu)糙度🔴數值往往很(hen)低(Ra0.2~0.050μm)。但是，試驗表明(ming)，表📧面粗糙過低(Ra低(dī)于0.050μm)又會給摩擦與(yǔ)磨損帶來不利的(de)影響。這是因為微(wēi)小的表面凹凸不(bu)平，可以保持必要(yao)的潤滑油膜。因✌️此(cǐ)要選擇适當的表(biao)面要🔴求。

滑動表面(mian)的材質對O型圈的(de)壽命也有影響。滑(hua)動表🔴面材😍質的硬(yìng)度越大、耐磨性越(yue)高、保持光潔的能(néng)力就越強，O型圈的(de)壽命也就越長。這(zhe)也是液壓缸活塞(sāi)杆表面鍍鉻的重(zhòng)要原因。同理可以(yi)解📱釋具有同樣粗(cu)糙度的用銅、鋁合(he)金制成的滑動表(biǎo)面比鋼制滑👄動表(biao)面對密封圈的摩(mo)擦與磨損更為嚴(yan)重，低硬度、大壓縮(suo)量的密封圈不如(rú)高硬度、小壓縮量(liang)的密封圈耐用的(de)情況。

6、摩擦力與O型(xíng)圈的應用

在動密(mì)封裝置中，摩擦與(yu)磨損是O型圈損壞(huai)的重要影響因素(su)。磨損程度主要取(qu)決于摩擦力的大(da)小。當液體壓力微(wei)小時，O型圈摩擦力(li)的大小取決于它(ta)的預壓縮量。當工(gong)作液體承受壓力(lì)時，摩擦力随之工(gong)作壓力的增加而(ér)增大。在工作壓力(li)小于20MPa的情況下，近(jin)似地呈線形關系(xì)。壓力大于20MPa時，随着(zhe)壓力的增加📐，O型圈(quan)與金屬表面接觸(chu)面積的增加也逐(zhu)漸緩慢，摩擦力的(de)增加也相應緩慢(màn)。在正常情況下，O型(xing)圈的使✔️用壽命随(sui)着液體壓力的升(sheng)高将會近似的呈(chéng)平方關系而減小(xiao)。

摩擦力的增加，使(shǐ)得旋轉或往複運(yùn)動的軸與O型密封(fēng)圈之間産生大量(liang)的摩擦熱。由于多(duō)數O型圈都是用橡(xiàng)膠制成的，導熱✉️性(xìng)極差。因此，摩擦熱(rè)就會引起橡膠的(de)老化，導緻O型圈實(shi)效，破壞其密封性(xìng)能。摩💃🏻擦還會引起(qi)O型圈表面損傷，使(shǐ)壓縮量減小。嚴✌️重(zhong)的摩擦會很快引(yǐn)起O型圈的表面損(sun)壞，失去密封性。作(zuo)氣動往複運動用(yong)密封時，摩擦熱還(hai)會引起粘着，造成(chéng)摩擦力進一步增(zeng)加。

運動用密封在(zài)低速運動時，摩擦(ca)阻力還是引起爬(pa)✍️行🐕的❄️一個因素，影(ying)響元件和系統的(de)工作性能。所以💋對(duì)運動密封來說，摩(mó)擦性是重要性能(néng)之一。摩擦系數是(shi)摩擦特性的一個(gè)💔評價指标，合成橡(xiang)膠摩擦系數較大(da)，由于密封在運動(dòng)狀态時，通常處✊于(yu)工作油🐕液或潤滑(hua)劑參與的混合✔️潤(run)滑狀态，摩擦系數(shù)一般㊙️在0.1以下。摩擦(ca)力的大小在很大(dà)程度上取決于被(bei)密封件的表面硬(yìng)度與表面粗糙度(du)。

7、焦耳熱效應

橡膠(jiao)材料的焦耳熱效(xiao)應，是指處于拉伸(shen)狀态的橡膠遇🤟熱(rè)産生♻️收縮的現象(xiàng)。在安裝O型圈時，為(wei)了使它在密封溝(gōu)槽内不産生竄動(dong)，在用作往複運動(dong)密封時，不産生扭(niu)曲現象，一般使它(ta)處于某種程度的(de)拉伸狀态。但如果(guǒ)将這種安裝方法(fa)用于旋轉運動，就(jiu)會産生不良的結(jié)果。本來已經緊箍(gū)在旋轉軸上的O形(xing)密封圈，因👅旋轉運(yun)動産生的♊摩擦熱(rè)而收縮，進而使這(zhè)種緊箍力增大，這(zhe)樣♈，産生摩擦💋熱→收(shōu)縮→緊箍力增大→産(chǎn)生摩擦熱→……，如此反(fǎn)複循環，就大👈大地(di)促進了橡膠的老(lao)化和磨損。