O型圈(quān)設計、使用(yòng)不當會加(jia)速它的損(sun)壞，喪失密(mì)封性能。實(shí)驗表明，如(ru)密封裝置(zhi)各部分設(she)計合理，單(dan)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(zuo)條件下，O型(xing)圈破壞🆚的(de)主要📱原因(yīn)是O型圈材(cai)料的永久(jiu)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(quān)在運動時(shi)出現扭曲(qu)現象。

1、永久(jiǔ)變形

由于(yu)O型圈密封(feng)圈用的合(hé)成橡膠材(cai)料是屬于(yú)粘彈🈲性材(cái)💰料㊙️，所以初(chū)期設定的(de)壓緊量和(he)回彈堵塞(sai)能力👌經長(zhang)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(he)彈力消失(shī)是O型圈失(shī)去密封性(xing)能❓的主要(yao)原因，以下(xià)是造成永(yǒng)久變形的(de)主要原因(yīn)。

1).壓縮率和(hé)拉伸量與(yu)永久變形(xing)的關系

制(zhì)作O型圈所(suo)用的各種(zhong)配方的橡(xiang)膠，在壓縮(suo)狀态下都(dōu)會産生壓(yā)縮應力松(song)弛現象，此(cǐ)時，壓縮應(yīng)力随着🈲時(shi)間🛀的增長(zhǎng)而減小。使(shi)用時間越(yuè)長、壓縮率(lǜ)和拉伸量(liang)越大，則由(you)橡膠應力(li)松弛而産(chan)生的💜應力(li)下降就越(yuè)大，以緻O型(xing)圈彈性不(bu)足，失去⛹🏻‍♀️密(mì)封能力。因(yin)此，在允許(xu)的使用條(tiáo)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(miàn)尺寸是降(jiang)低壓縮率(lǜ)最簡單的(de)方法，不過(guò)這會帶來(lái)結構尺寸(cùn)的增加。

應(yīng)該注意，人(ren)們在計算(suan)壓縮率時(shi)，往往忽略(lue)了O型圈在(zai)裝🈲配時受(shòu)拉伸而引(yin)起的截面(miàn)高度的減(jiǎn)小。O型圈截(jie)面面積的(de)變化是與(yǔ)其周長的(de)變化成反(fan)比的。同時(shí)，由于拉力(li)的作用，O型(xing)♈圈的截🏃面(mian)形狀也會(huì)發生變化(huà)，就表現為(wei)其高度的(de)減小。此外(wài)，在表面☁️張(zhāng)力作用💋下(xia)，O型圈的外(wài)表面變得(dé)更平了，即(ji)截面高度(du)略有減小(xiao)。這也是O型(xíng)密封圈壓(yā)縮應力松(sōng)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(xia)，硬度大的(de)O型圈，其截(jié)面高度也(yě)減小較多(duo)，從這一點(diǎn)看，應該按(àn)照使用條(tiao)件盡量選(xuan)用低硬度(du)的材質。在(zai)液體壓力(lì)和張力的(de)作用下，橡(xiàng)膠材料的(de)O型密封圈(quān)也會逐漸(jian)發生塑性(xìng)變形，其截(jie)面高度⚽會(hui)相應減小(xiǎo)，以緻最後(hòu)失🔅去密封(feng)能力。

2).溫度(du)與O型圈馳(chí)張過程的(de)關系

使用(yòng)溫度是影(yǐng)響O型圈永(yong)久變形的(de)另一個重(zhong)要因素。高(gāo)❗溫會加❄️速(sù)橡膠材料(liao)的老化。工(gōng)作溫度越(yue)高，O型圈的(de)壓縮永久(jiǔ)變形😍就越(yue)大。當永久(jiǔ)變形大于(yu)40%時，O型圈就(jiu)失💃🏻去了密(mì)封能力⁉️而(er)發生洩漏(lou)。因✏️壓縮變(bian)形而在O型(xíng)圈的橡膠(jiao)材料中形(xíng)成的初始(shi)應力值，将(jiāng)随着O型圈(quan)的馳張過(guo)程和溫度(du)🌂下降的作(zuò)用而逐漸(jiàn)降低以緻(zhì)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(yóu)于溫度的(de)急劇降💘低(di)而減小或(huò)完全消失(shi)。在-50~-60℃情況下(xia)，不耐低溫(wen)的橡✔️膠材(cai)料會完全(quán)喪失初始(shi)應力;即使(shǐ)耐低溫的(de)橡膠材料(liào)，此時的🈲初(chu)始應力也(yě)不♻️會大于(yú)20℃時初始應(ying)力的25%。這是(shi)因為O型圈(quān)的初始壓(ya)縮量⭕取決(jue)于線脹系(xi)數。所以，選(xuan)取初始壓(ya)🈚縮量時，就(jiu)必須保證(zhèng)在由♉于馳(chí)張過程😍和(hé)溫度下降(jiang)而造成應(ying)力下降後(hou)仍有足夠(gou)的密封能(néng)力。溫度在(zài)零下工作(zuo)的O型圈,應(ying)特别注意(yi)橡膠材料(liào)的恢複指(zhǐ)數和變形(xing)指數。

綜上(shang)所述，在設(shè)計上應盡(jin)量保證O型(xíng)圈具有适(shì)宜的工作(zuo)溫度，或選(xuan)用耐高、低(dī)溫的O型圈(quan)材料，以延(yan)長使用壽(shou)🧡命。

3).介質工(gōng)作壓力與(yǔ)永久變形(xing)

工作介質(zhì)的壓力是(shì)引起O型圈(quan)永久變形(xing)的主要因(yin)素🐇。現🌈代液(ye)💁壓設備的(de)工作壓力(lì)正日益提(tí)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(yin)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(zuo)壓力越高(gāo)，所用材料(liao)的硬度和(hé)♈耐高壓性(xing)能也應越(yue)高。

為了改(gǎi)善O型圈材(cái)料的耐壓(yā)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(sù)劑的O密封(feng)形圈，長時(shi)🏃間在工作(zuò)介質中浸(jin)泡，增塑劑(jì)會逐漸被(bèi)工作介質(zhi)吸✌️收，導緻(zhi)O型密封圈(quān)體積收縮(suo)，甚至可能(néng)使O型密封(feng)☂️圈産生負(fù)壓縮(即在(zai)O型密封💛圈(quān)和被密封(feng)件的表面(miàn)之間出🚩現(xian)間🔴隙)。因此(cǐ)，在計算O型(xing)密封圈壓(yā)縮量和進(jin)行模具設(she)計時，應充(chōng)分考慮到(dao)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(néng)保持必要(yao)的尺寸。

O型(xíng)圈材料的(de)壓縮永久(jiu)變形率與(yǔ)溫度有關(guān)。當變形率(lü)☎️在40%或🌈更大(da)時，即會出(chū)現洩漏，所(suo)以幾種膠(jiao)料的耐💞熱(re)性界限為(wéi):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(quan)的永久變(biàn)形作了規(gui)定。中國标(biao)準橡膠材(cai)料的O型圈(quān)在不同溫(wen)度下的尺(chǐ)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(suo)永久變形(xíng)率較低。

在(zai)油中的情(qíng)況就不同(tóng)了。由于此(cǐ)時O型圈不(bú)與氧氣接(jiē)觸，所以上(shang)述不良反(fan)應大為減(jian)少。加之又(you)通常會引(yǐn)起膠料有(yǒu)一定的膨(peng)脹✏️，所以因(yīn)溫度引起(qǐ)的壓縮永(yong)久變形率(lǜ)将被抵消(xiāo)。因此，在🔴油(yóu)中的耐熱(rè)性大為提(tí)高。以丁💜腈(jīng)橡膠為例(lì)，它的工作(zuo)溫度可達(da)120℃或更高。

2、間(jian)隙咬傷

被(bei)密封的零(ling)件存在着(zhe)幾何精度(du)(包括圓度(du)、橢圓度、圓(yuan)柱度、同軸(zhóu)度等)不良(liang)、零件之間(jiān)不同心以(yǐ)及高壓下(xia)内徑脹大(da)等現象，都(dōu)會引起密(mi)封間隙的(de)擴大和間(jiān)隙擠出現(xian)象的加劇(ju)📧。O型圈的硬(yìng)度對間隙(xì)擠出現象(xiang)也有明顯(xian)的影響。液(ye)體或氣💋體(tǐ)的壓力越(yue)高，O型圈材(cai)料硬度越(yuè)小，則O型圈(quan)的間隙擠(ji)出現💘象越(yue)嚴重。

防止(zhǐ)間隙咬傷(shang)的措施是(shì)，對O型密封(feng)圈的硬度(du)和密封間(jian)隙加以嚴(yan)格的控制(zhì)。選用硬度(dù)合适的密(mì)封材料控(kong)制間隙。常(cháng)用的💰O型圈(quan)的硬度範(fàn)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(hu)擋圈🔞，是防(fáng)止O型圈被(bei)擠入🈲間隙(xi)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(sheng)扭轉的現(xian)象，扭曲現(xiàn)象一般發(fa)生在動密(mì)封狀态。

O型(xíng)圈如果裝(zhuang)配的妥善(shàn)，并且使用(yòng)條件适當(dāng)，一般不大(dà)容易在🈚往(wang)複在往複(fu)運動狀态(tai)下産生滾(gun)動或扭🔞曲(qǔ)，因🈚為O型圈(quān)與🐆溝槽的(de)接觸面積(ji)大于在滑(huá)動表面上(shang)的摩擦接(jiē)觸面積，而(ér)且O型圈本(běn)身的抗拒(ju)能力原來(lái)就能阻止(zhi)扭曲。摩擦(ca)力的分布(bu)也趨向保(bao)持O型圈在(zài)其溝槽中(zhōng)靜止不動(dòng)，因☎️為靜摩(mó)擦大于滑(hua)動摩擦👌，而(er)且溝槽表(biǎo)面的粗糙(cao)度一般不(bu)如滑動表(biǎo)面的粗🔞糙(cao)度。

引起扭(niǔ)曲損傷的(de)原因很多(duo)，其中最主(zhǔ)要的是由(yóu)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(xing)圈斷面直(zhi)徑不均勻(yún)等❗造成🌏，由(yóu)于造成O型(xíng)圈在一周(zhou)多受的摩(mó)擦力不均(jun1)勻，O型圈的(de)某些部分(fen)摩擦過大(dà)，發生扭曲(qu)。通常，斷面(miàn)尺寸較小(xiao)的O型圈，容(rong)易産生摩(mo)擦不均勻(yun)造成扭曲(qu)(運動用O型(xíng)圈比固定(ding)用O型圈的(de)斷面直徑(jing)大就🏃是這(zhe)個道理)。

另(ling)外，由于密(mì)封溝槽存(cun)在着同軸(zhou)度偏差，密(mì)封高度不(bú)相等以及(jí)O型圈截面(miàn)直徑不均(jun)勻等現象(xiang)，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(xiǎo)或不受壓(ya)縮。當溝槽(cao)存在偏心(xin)即同軸偏(piān)差大于O型(xing)圈的壓縮(suo)量時，密🏒封(feng)會完全失(shi)效。密封溝(gou)槽同軸度(du)偏差大的(de)另一個害(hài)處是使O型(xíng)密封圈沿(yan)圓周壓縮(suō)不均。

此外(wài)還有由于(yu)O型圈截面(mian)直徑、材質(zhi)硬度、潤滑(huá)油膜厚度(du)等的不均(jun1)以及密封(feng)軸表面粗(cu)糙度等因(yīn)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(lìng)一部分則(ze)發生滾動(dong)，從而造成(chéng)O型圈🈲的扭(niǔ)曲。運動用(yong)O型圈⭐很容(rong)易因扭曲(qǔ)而損壞，這(zhè)是密封裝(zhuāng)置發生損(sun)壞和洩漏(lòu)的⛱️重要原(yuan)因。因此提(tí)高密封溝(gōu)槽的加工(gong)精密度以(yi)及減小偏(pian)心是保證(zhèng)O型圈具有(you)可靠的密(mi)封性和壽(shòu)命的重要(yao)因素。

安裝(zhuang)密封圈不(bú)應是它處(chù)于扭曲狀(zhuàng)态。假如在(zai)安裝時💛就(jiu)💞被扭曲，則(ze)扭曲損傷(shang)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(liàng)漏油，而且(qie)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(qu)損傷，在設(shè)計時應注(zhù)意以下幾(ji)點：

1).O型圈安(an)裝溝槽的(de)同心度大(dà)小，應從加(jia)工方便和(hé)不産生扭(niu)曲✂️現象兩(liang)個方面來(lái)考慮。

2).O型圈(quān)斷面尺寸(cùn)應均勻，并(bìng)且在每次(ci)安裝時都(dōu)應在密封(feng)部位☁️充分(fen)塗抹潤滑(hua)油或潤滑(huá)脂。有時也(yě)可以采用(yòng)💛浸透潤滑(huá)油的氈圈(quan)式加油裝(zhuang)置。

3).加大O型(xing)圈的截面(miàn)直徑，動密(mi)封用O型密(mi)封圈的截(jié)面直徑一(yi)般應大于(yu)靜密封用(yong)O型圈;此外(wài)，O型圈應避(bi)免用作大(da)直徑活塞(sāi)的密封。

4).在(zài)低壓下也(yě)産生扭曲(qǔ)損傷時，可(kě)使用密封(fēng)圈保護擋(dang)圈。

5).降低缸(gāng)筒和活塞(sāi)杆的表面(mian)粗糙度。

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

7).可(ke)用不易産(chǎn)生扭曲現(xiàn)象的密封(fēng)圈代替O型(xing)圈。

4、磨粒磨(mo)損現象

當(dāng)密封的間(jian)隙具有相(xiàng)對運動時(shí)，工作環境(jing)中的灰🈲塵(chen)🏒和🥵沙粒等(deng)🔴被粘附在(zai)活塞杆表(biao)面，并随着(zhe)活塞杆的(de)往🚶複運動(dong)與油膜一(yī)起😘被帶入(ru)缸内，成為(wéi)侵入O型密(mì)封圈表面(mian)的磨粒，加(jia)速O型圈的(de)磨損，以緻(zhì)其失去密(mi)封性。為了(le)避免這種(zhǒng)情況發生(sheng)，在往複運(yun)動式密封(feng)裝置的外(wai)伸軸端處(chù)必須使用(yong)防塵圈。

5、滑(hua)動表面對(dui)O型圈的影(yǐng)響

滑動表(biǎo)面的粗糙(cāo)度是影響(xiǎng)O型圈表面(miàn)摩擦與磨(mo)損的直接(jiē)因素🙇‍♀️。一般(bān)地說，表面(miàn)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(you)會💃🏻給摩擦(ca)與磨損帶(dai)來不利的(de)影響。這是(shì)因為微小(xiao)的表面凹(āo)凸不平，可(kě)以📧保持必(bì)要的潤滑(hua)油膜。因此(ci)要選擇适(shì)當的表面(mian)要求。

滑動(dòng)表面的材(cai)質對O型圈(quan)的壽命也(ye)有影響。滑(huá)動表面材(cái)👨‍❤️‍👨質的硬度(dù)越大、耐磨(mó)性越高、保(bǎo)持光潔的(de)能力就越(yuè)🤞強，O型圈的(de)壽命也就(jiù)越長。這也(yě)是液壓缸(gang)活塞⛷️杆表(biao)面鍍鉻的(de)重要原🔱因(yīn)。同理可以(yǐ)解釋具有(yǒu)同樣粗糙(cāo)度的用銅(tong)、鋁合金制(zhi)成的滑動(dong)表面比鋼(gāng)制滑🐇動表(biao)面對密封(feng)圈的摩擦(ca)㊙️與磨損更(gèng)為嚴重，低(dī)硬度、大壓(ya)縮量的密(mì)封圈不如(rú)高硬度、小(xiǎo)壓縮量的(de)🌂密封♋圈耐(nài)用的情況(kuàng)。

6、摩擦力與(yu)O型圈的應(yīng)用

在動密(mì)封裝置中(zhong)，摩擦與磨(mo)損是O型圈(quān)損壞的重(zhòng)要🌈影響因(yin)素。磨損程(cheng)度主要取(qǔ)決于摩擦(ca)力的大小(xiao)。當液體壓(ya)力微小時(shí)，O型圈摩擦(ca)力的大小(xiǎo)取決于它(tā)的預壓縮(suō)量。當工作(zuo)液體承受(shòu)壓🐆力時，摩(mo)擦力随之(zhī)工作壓力(lì)的增加而(er)增大。在工(gōng)作壓力小(xiǎo)于🧑🏾‍🤝‍🧑🏼20MPa的情況(kuàng)下，近似地(di)呈線形關(guān)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(miàn)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(jin)似的呈平(ping)方關系而(er)減小。

摩擦(ca)力的增加(jia)，使得旋轉(zhuǎn)或往複運(yùn)動的軸與(yu)O型密🔞封💰圈(quān)之間産生(sheng)大量的摩(mo)擦熱。由于(yu)多數O型圈(quan)都是用橡(xiang)💘膠制成的(de)，導熱性極(jí)差。因此，摩(mó)擦熱就會(hui)引起橡膠(jiao)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(quan)表面損傷(shāng)，使壓縮量(liàng)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(xing)。作氣動🥰往(wǎng)複運動用(yòng)密封時，摩(mo)擦熱還會(huì)引起粘着(zhe)，造成摩擦(cā)力進一步(bu)增加。

運動(dong)用密封在(zai)低速運動(dong)時，摩擦阻(zǔ)力還是引(yin)起爬行的(de)一個因素(su)，影響元件(jiàn)和系統的(de)工作性能(néng)。所以對運(yun)動密封來(lai)說，摩擦性(xìng)是重要性(xing)能之一。摩(mó)擦系數是(shì)摩擦特性(xìng)的一個評(ping)價指标，合(hé)成橡膠摩(mo)擦系數較(jiao)大，由于密(mi)封在運動(dòng)狀态時，通(tōng)常處于工(gong)作油液或(huò)潤滑劑參(cān)與的混合(he)潤滑狀态(tài)，摩擦系數(shu)一般在0.1以(yǐ)下。摩擦力(li)的大小在(zai)很大程度(du)上取決于(yú)被密封件(jiàn)的表面硬(yìng)度與⁉️表面(mian)粗糙度。

7、焦(jiāo)耳熱效應(ying)

橡膠材料(liào)的焦耳熱(rè)效應，是指(zhi)處于拉伸(shen)狀态的橡(xiang)膠遇🧑🏽‍🤝‍🧑🏻熱産(chan)生收縮的(de)現象。在安(ān)裝O型圈時(shí)，為了使它(ta)在密㊙️封溝(gou)槽内不産(chan)生竄動，在(zài)用作往複(fu)運動密封(fēng)🌈時，不産生(sheng)扭曲現象(xiàng)，一般使它(tā)處于某💔種(zhong)程度的拉(la)伸狀态。但(dàn)如果将這(zhe)種安裝方(fāng)法用于旋(xuán)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(er)收縮，進而(er)使這種緊(jǐn)箍力增㊙️大(da)，這樣，産生(sheng)摩擦熱→收(shōu)縮→緊箍力(lì)增大→産生(sheng)摩擦熱→……，如(ru)此反複循(xun)環，就大大(dà)地促進了(le)橡膠的老(lǎo)化和磨損(sun)。