O型圈設計、使(shǐ)用不當會加(jiā)速它的損壞(huài)，喪失密封性(xing)能。實驗表明(ming)，如密封裝置(zhì)各部分設計(jì)合理，單純地(dì)提高壓力，并(bìng)不會造成O型(xing)圈的破壞。在(zài)高壓、高溫的(de)工作條✍️件下(xià)，O型圈破壞的(de)主要原因是(shì)O型圈材料的(de)🈲永久變形和(he)O型圈被擠入(rù)密封💛間隙而(er)引起的間隙(xì)⭕咬傷一級O型(xing)圈在運動時(shi)出現扭曲現(xian)象。

1、永久變形(xing)

由于O型圈密(mì)封圈用的合(hé)成橡膠材料(liao)是屬于粘彈(dàn)性材👨‍❤️‍👨料，所🤩以(yǐ)❄️初期設定的(de)壓緊量和回(hui)彈堵塞能力(li)經長時間的(de)使用，會📱産生(sheng)🤩永久變形而(er)逐漸喪失，最(zuì)終發生洩漏(lòu)。永久變形和(he)彈力消失是(shi)O型圈失去密(mì)💔封性能的主(zhǔ)要原因，以下(xia)是造成永久(jiu)變形的主要(yao)原因。

1).壓縮率(lǜ)和拉伸量與(yu)永久變形的(de)關系

制作O型(xing)圈所用的各(gè)種配方的橡(xiang)膠，在壓縮狀(zhuang)态下都會産(chǎn)🙇🏻生壓縮應力(lì)松弛現象，此(cǐ)時，壓縮應力(lì)随着時間的(de)增長而💘減小(xiǎo)。使用時間越(yue)長、壓縮率和(he)拉伸量越大(dà)，則由橡膠應(yīng)力松弛而🏃‍♀️産(chǎn)生的應力下(xia)降就越大，以(yi)緻O型圈彈性(xìng)不足，失去密(mi)封能力✌️。因此(cǐ)，在允許的使(shi)用條件下，設(shè)法降低壓縮(suo)率是可取的(de)。增加O型圈的(de)截面尺寸是(shì)降低壓縮率(lü)最簡單的方(fang)法，不過這會(hui)帶來結構尺(chi)寸的增加。

應(ying)該注意，人們(men)在計算壓縮(suō)率時，往往忽(hū)略了O型圈在(zai)裝配時受拉(lā)伸而引起的(de)截面高度的(de)減小。O型圈截(jie)面面積👌的變(biàn)化是與其🔞周(zhōu)長的變化成(chéng)反比的。同時(shí)，由于拉力的(de)作用，O型圈的(de)截面形狀也(yě)會發生變化(huà)，就表現為其(qi)高度🔴的減小(xiǎo)。此外，在表面(miàn)張力作用🆚下(xià)，O型圈的外表(biao)面變得更平(píng)了，即截面高(gāo)度略有減小(xiao)。這也是O型密(mì)封圈壓縮應(yīng)力📞松弛的一(yī)種表現。

O型圈(quan)截面變形的(de)程度，還取決(jué)于O型圈材質(zhì)的硬度。在拉(la)伸量相🈲同的(de)情況下，硬度(dù)大的O型圈，其(qí)截面高🚶度也(yě)減小較多，從(cóng)這㊙️一點看，應(ying)該按照使用(yòng)條件盡量選(xuǎn)用低硬度的(de)材質。在液體(ti)壓力和張力(lì)的作用🍉下，橡(xiàng)膠材🐇料的O型(xing)密封圈也會(hui)逐漸發生塑(su)性變形，其截(jie)面高度會相(xiàng)應減小，以緻(zhi)最後失㊙️去密(mì)封能力。

2).溫度(dù)與O型圈馳張(zhāng)過程的關系(xi)

使用溫度是(shi)影響O型圈永(yǒng)久變形的另(lìng)一個重要因(yin)素。高💃溫🔆會加(jiā)速橡膠材料(liao)的老化。工作(zuo)溫度越高，O型(xíng)圈的壓縮永(yǒng)久變形🍓就越(yue)大。當永久變(biàn)形大于40%時，O型(xíng)圈就失去了(le)密封能力而(er)發生洩漏。因(yīn)🏒壓縮變形而(er)在O型圈的橡(xiàng)膠材料👌中形(xíng)成的初始應(yīng)力值，将随着(zhe)O型圈的馳張(zhāng)過程和溫度(dù)下降的作用(yong)❌而逐漸降低(di)以緻消失。

溫(wēn)度在零下工(gōng)作的O型圈，其(qí)初始壓縮可(ke)能由于溫度(dù)🏃🏻的💔急劇💜降低(dī)而減小或完(wán)全消失。在-50~-60℃情(qíng)況下，不耐低(dī)溫的橡膠材(cái)料會💰完全喪(sang)失初始應力(li);即使耐低🤩溫(wen)的橡膠材料(liao)，此時的初始(shǐ)應力也不會(hui)大于20℃時初始(shǐ)應力的🏃🏻25%。這是(shì)因為O型圈的(de)初始壓縮量(liàng)取決于線脹(zhàng)系數。所以，選(xuan)取初始壓縮(suō)量時，就必須(xū)保證在由于(yu)馳張過程和(he)溫度下降而(er)造成應力下(xia)降後仍有足(zú)夠的密封能(néng)力。溫度在零(ling)下工作的O型(xíng)圈,應特别注(zhù)意橡膠材料(liào)的恢☀️複指數(shu)和變形指數(shù)。

綜上所述，在(zài)設計上應盡(jin)量保證O型圈(quan)具有适宜的(de)工作溫度，或(huò)選用耐高、低(dī)溫的O型圈材(cai)料，以延長使(shi)🔴用壽命。

3).介質(zhi)工作壓力與(yǔ)永久變形

工(gōng)作介質的壓(ya)力是引起O型(xing)圈永久變形(xíng)的主要因素(su)。現代液⭕壓設(shè)備的工作壓(ya)力正日益提(ti)高。長時間的(de)高壓作👨‍❤️‍👨用會(hui)使O型圈發生(sheng)永久變形。因(yīn)此，設計時應(ying)根據工作壓(yā)力選用适當(dāng)的耐壓橡膠(jiāo)材料。工作壓(yā)力越高，所用(yong)材料的硬度(du)和耐高壓性(xìng)💞能也應越😄高(gāo)。

為了改善O型(xíng)圈材料的耐(nài)壓性能，增加(jia)材料的彈性(xing)(特别是增加(jia)👣材料在低溫(wēn)下的彈性)、降(jiang)低材料的壓(ya)縮永久變形(xing)，一般需要改(gai)進材料的配(pei)方，加入增塑(sù)劑。但是，具有(yǒu)增塑劑的O密(mi)封形🔴圈，長時(shí)🛀間在工作介(jie)☁️質中浸泡，增(zēng)塑劑會逐漸(jian)被工🌏作介質(zhì)吸收，導緻O型(xing)密封圈體積(ji)收縮，甚至可(kě)能使O型密封(feng)🐪圈産生負壓(ya)👌縮(即在O型密(mi)封圈和被密(mi)封件的表面(miàn)之間出現間(jian)隙)。因此，在計(jì)算O型密封圈(quān)🌈壓縮量和進(jìn)行模具設計(jì)時㊙️，應充分考(kǎo)慮到這些收(shōu)縮量。應使壓(yā)制出的O型密(mì)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼封圈在工作(zuo)介質中浸泡(pao)5~10晝夜後仍能(néng)保持必要的(de)尺寸。

O型圈材(cái)料的壓縮永(yǒng)久變形率與(yu)溫度有關。當(dang)變形率😍在40%或(huò)更大💋時，即會(hui)出現洩漏，所(suo)以幾種膠料(liao)的耐熱性界(jiè)限為:丁腈橡(xiang)膠70℃，三元乙丙(bǐng)橡膠100℃，氟橡膠(jiāo)140℃。因此各國對(duì)👉O型圈的永久(jiu)變形作了規(guī)定。中國标準(zhǔn)橡膠❄️材料的(de)O型圈在不同(tong)😘溫度下的🔴尺(chǐ)寸變化見表(biao)。同一🎯材料的(de)O型圈，在同一(yī)溫度下，截面(mian)直徑大的O型(xíng)圈壓縮永久(jiu)變形率較低(di)。

在油中的情(qíng)況就不同了(le)。由于此時O型(xíng)圈不與氧氣(qi)接觸，所以上(shang)述不良反應(ying)大為減少。加(jia)之又通常會(huì)引起膠料有(yǒu)一定的☎️膨脹(zhang)，所以因溫度(du)引起的壓縮(suō)❓永久變形率(lü)将被抵消。因(yīn)此，在油中的(de)耐熱性大為(wei)📱提高。以丁腈(jing)橡膠為例，它(tā)的工🤩作溫度(dù)可達120℃或更高(gao)。

2、間隙咬傷

被(bèi)密封的零件(jian)存在着幾何(he)精度(包括圓(yuán)度、橢圓度❄️、圓(yuán)柱度、同🌍軸度(dù)等)不良、零件(jiàn)之間不同心(xin)以及高壓下(xia)内徑脹‼️大等(deng)現象，都會引(yǐn)起密封間隙(xi)的擴大和間(jian)隙擠出現象(xiàng)🐆的加劇。O型圈(quān)的硬度對間(jian)隙擠出現💃象(xiang)也有明顯的(de)影響。液體或(huo)氣🚶體的壓力(li)越高，O型圈💘材(cai)料硬度越小(xiao)，則O型圈的間(jiān)隙擠出現象(xiang)越嚴重。

防止(zhǐ)間隙咬傷的(de)措施是，對O型(xíng)密封圈的硬(yìng)度和密🌈封間(jian)隙加以嚴格(ge)的控制。選用(yòng)硬度合适的(de)密封材料控(kòng)制間隙。常用(yòng)的O型圈的硬(yìng)度範圍是HS60~90。低(dī)硬度者用于(yú)低壓，高硬度(du)者用于高壓(ya)。配用适當的(de)密封圈保護(hù)擋圈🤩，是防止(zhǐ)O型圈被擠入(rù)間隙的有效(xiao)方法。

3、扭曲現(xiàn)象

扭曲是指(zhi)O型圈沿周向(xiàng)發生扭轉的(de)現象，扭曲現(xian)象一🍓般發生(sheng)在動密封狀(zhuàng)态。

O型圈如果(guo)裝配的妥善(shàn)，并且使用條(tiáo)件适當，一般(ban)不♈大容易在(zài)🤩往💃🏻複在往複(fú)運動狀态下(xia)産生滾動或(huo)扭曲，因👄為O型(xing)圈與溝槽🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的(de)接觸面積大(da)于在滑動表(biǎo)面🤞上的摩擦(ca)接觸面積，而(er)且O型圈本身(shēn)的抗拒能力(li)原🚶來就能阻(zu)止扭曲。摩擦(cā)力的分㊙️布也(ye)趨向保持O型(xíng)圈🏃‍♂️在其溝槽(cáo)中💞靜止不動(dong)，因為靜摩擦(ca)大于滑動摩(mó)擦💛，而且溝槽(cáo)表面的粗糙(cāo)度一般不如(rú)滑動表面的(de)粗糙度。

引起(qi)扭曲損傷的(de)原因很多，其(qi)中最主要的(de)是由于活塞(sāi)、活塞💔杆🌈和缸(gāng)筒的間隙不(bú)均勻、偏心過(guò)大、O型圈🏃‍♀️斷面(miàn)💞直徑不均勻(yun)等造成✍️，由于(yú)造成O型圈在(zài)一周多受的(de)摩擦力不均(jun)勻，O型圈的某(mǒu)些部分🌏摩擦(ca)過大，發生扭(niu)曲。通常，斷面(mian)尺寸較小的(de)🌈O型圈，容易✂️産(chǎn)生摩擦不均(jun1)勻造成扭曲(qǔ)(運動用O型圈(quān)比固定㊙️用O型(xing)圈的斷㊙️面直(zhí)徑大就是這(zhe)個道理)。

另外(wai)，由于密封溝(gōu)槽存在着同(tóng)軸度偏差，密(mi)封高度📧不💯相(xiàng)等以及O型圈(quan)截面直徑不(bu)均勻等現象(xiang)，可能使得O型(xíng)圈的一部分(fen)壓縮過大，另(ling)一部分過小(xiǎo)或不受壓縮(suo)。當溝槽存在(zai)偏心🐆即同軸(zhou)👌偏差大于O型(xing)圈的壓縮量(liang)時，密封會完(wan)全失效。密封(fēng)溝槽同軸度(du)偏差大的另(ling)一個害處是(shi)使O型密封圈(quān)沿圓周壓縮(suo)不均。

此外還(hái)有由于O型圈(quan)截面直徑、材(cai)質硬度、潤滑(huá)油膜厚度等(děng)的不♈均以及(ji)密封軸表面(mian)粗糙度等因(yin)素的影響，導(dǎo)緻O型圈的一(yi)部分沿工作(zuo)表面滑動，另(lìng)一部分則發(fa)生滾動，從而(ér)造成O型圈✔️的(de)扭曲。運動用(yòng)O型圈很容易(yi)因扭曲而損(sǔn)壞，這是密封(feng)裝置發生損(sǔn)壞和洩漏的(de)重要✔️原因🔞。因(yin)此提高密封(feng)溝槽的加工(gong)精密度以🧡及(jí)減小偏心是(shi)保證O型圈🔱具(ju)有可靠的密(mì)封性和壽🏃‍♀️命(mìng)的重要因素(sù)。

安裝密封圈(quan)不應是它處(chu)于扭曲狀态(tai)。假如在安裝(zhuāng)時就被扭曲(qǔ)，則扭曲損傷(shang)就會很快發(fā)生。在工作中(zhōng)，扭曲現象💃會(hui)将㊙️O型圈切斷(duan)，産生大量漏(lòu)油，而且切斷(duàn)的O型圈會混(hun)到液壓系統(tong)的其他部位(wèi)，造成重大事(shì)故。

為了防止(zhǐ)O型圈的扭曲(qu)損傷，在設計(ji)時應注意以(yǐ)下幾點：

1).O型圈(quan)安裝溝槽的(de)同心度大小(xiao)，應從加工方(fāng)便和不産生(shēng)扭曲現象兩(liǎng)個方面來考(kao)慮。

2).O型圈斷面(mian)尺寸應均勻(yun)，并且在每次(ci)安裝時都應(ying)在密封😘部位(wei)充分塗抹潤(rùn)滑油或潤滑(huá)脂。有時也可(kě)以采用浸透(tou)潤滑油的氈(zhan)圈式加油裝(zhuāng)置。

3).加大O型圈(quan)的截面直徑(jìng)，動密封用O型(xing)密封圈的截(jie)面直徑🈲一般(bān)應大于靜密(mi)封用O型圈;此(ci)外，O型圈應避(bì)免用作大直(zhí)徑活塞的密(mi)封。

4).在低壓下(xià)也産生扭曲(qǔ)損傷時，可使(shi)用密封圈保(bao)護擋♌圈。

5).降低(di)缸筒和活塞(sāi)杆的表面粗(cū)糙度。

6).采用低(di)摩擦系數的(de)材料制作O型(xing)密封圈。

7).可用(yong)不易産生扭(niu)曲現象的密(mì)封圈代替O型(xíng)圈。

4、磨粒磨損(sun)現象

當密封(fēng)的間隙具有(yǒu)相對運動時(shí)，工作環境中(zhōng)的灰塵和沙(sha)粒等被粘附(fu)在活塞杆表(biǎo)面，并随着活(huó)塞杆的往複(fu)運動與油膜(mó)一起被帶入(rù)缸内，成為侵(qīn)入O型密封圈(quan)表面的磨粒(li)，加速O型圈的(de)磨損，以緻其(qí)失去密封性(xing)。為了避免這(zhe)🔆種情況發生(shēng)，在往複運動(dòng)式密封裝置(zhi)的外❗伸軸端(duān)處必須使用(yong)防塵圈。

5、滑動(dong)表面對O型圈(quan)的影響

滑動(dòng)表面的粗糙(cao)度是影響O型(xing)圈表面摩擦(ca)與磨損的直(zhí)㊙️接因素。一般(bān)地說，表面光(guāng)潔摩擦與磨(mó)損就小，所以(yi)滑動表面㊙️的(de)粗糙度數值(zhí)往往很低(Ra0.2~0.050μm)。但(dan)是，試驗表明(ming)，表面粗糙💛過(guò)低(Ra低于0.050μm)又會(huì)給摩擦與磨(mó)損帶來不利(li)的影響。這是(shi)因為微小的(de)表面凹凸不(bú)平，可以保持(chí)必要的🔴潤滑(huá)油膜。因此要(yào)選擇适當的(de)表面要求。

滑(huá)動表面的材(cái)質對O型圈的(de)壽命也有影(yǐng)響。滑動表面(mian)材質的硬度(du)越大、耐磨性(xing)越高、保持光(guang)潔的能力就(jiù)越㊙️強，O型圈的(de)壽命也就越(yuè)長。這也是液(yè)壓缸活塞杆(gǎn)表面鍍鉻的(de)重要原因。同(tóng)理可以解釋(shì)具有同樣粗(cu)糙度的用銅(tong)、鋁合金制成(chéng)的滑動表面(miàn)比鋼制滑🔱動(dòng)表面對密封(feng)圈的摩擦與(yǔ)磨損更為嚴(yán)重，低硬度、大(dà)壓縮量的密(mì)封圈不如高(gao)硬度、小壓縮(suo)量的密封圈(quan)耐用的情況(kuang)。

6、摩擦力與O型(xing)圈的應用

在(zai)動密封裝置(zhì)中，摩擦與磨(mó)損是O型圈損(sǔn)壞的重要影(ying)響因素。磨損(sun)程度主要取(qu)決于摩擦力(li)的大小。當液(yè)體壓力🧑🏾‍🤝‍🧑🏼微小(xiǎo)時，O型圈摩🌐擦(ca)力的大小取(qǔ)決于它的預(yu)壓縮量。當工(gong)作液體承受(shòu)壓力時，摩擦(cā)力随之工✏️作(zuo)壓力的增加(jia)而增✍️大。在工(gōng)作壓力小于(yu)20MPa的情況下，近(jin)似地呈線形(xing)關系。壓力大(da)于20MPa時，随着♍壓(ya)力的增加❄️，O型(xing)圈與金屬表(biao)面接觸面積(jī)的增加也逐(zhú)漸緩慢，摩擦(ca)力的增加也(ye)相應緩慢。在(zài)正常情🌍況下(xià)，O型圈的使用(yòng)壽命随着液(yè)體壓力的升(shēng)高将會近✨似(si)的呈平方關(guan)系而減⛷️小。

摩(mó)擦力的增加(jiā)，使得旋轉或(huò)往複運動的(de)軸與O型密封(feng)圈之🐆間産生(shēng)大量的摩擦(cā)熱。由于多數(shu)O型圈都是用(yòng)橡膠制✨成的(de)，導熱性極差(cha)。因此，摩擦熱(re)就會引起橡(xiang)膠的老化，導(dǎo)緻O型圈實效(xiào)，破壞其密封(fēng)性能♉。摩擦還(hái)會引起O型圈(quan)表面損傷，使(shi)壓縮量減小(xiǎo)。嚴重的❓摩擦(cā)會很快引起(qi)O型圈的表面(miàn)損壞，失去密(mì)封性。作氣動(dong)往複運動用(yòng)密封時，摩擦(cā)熱還會引起(qǐ)粘着，造成摩(mo)擦力🥵進一步(bù)增加。

運動用(yong)密封在低速(su)運動時，摩擦(cā)阻力還是引(yin)起爬行✉️的一(yī)個因素，影響(xiang)元件和系統(tǒng)的工作性能(néng)。所以對運💁動(dong)密封來說，摩(mó)擦性是重要(yao)性能之一。摩(mo)擦系數是摩(mo)🥵擦特性的一(yī)個評價指标(biāo)，合成橡膠摩(mo)擦系數較大(da)，由于密封在(zài)🔴運動狀态時(shi)，通常處于工(gong)作油液或潤(rùn)滑劑參與的(de)混合潤滑狀(zhuàng)态，摩擦系數(shù)一般在0.1以下(xia)。摩擦力的大(dà)小在很大程(chéng)度上取決于(yu)被密封件的(de)表🌏面硬度與(yu)表面粗糙度(dù)。

7、焦耳熱效應(ying)

橡膠材料的(de)焦耳熱效應(ying)，是指處于拉(lā)伸狀态的橡(xiàng)膠遇熱産生(sheng)收縮的現象(xiang)。在安裝O型圈(quan)時，為了使它(tā)在密封溝槽(cáo)内不産生竄(cuàn)❌動，在用作往(wǎng)複運動密封(fēng)時，不産♈生扭(niǔ)曲現象，一🛀🏻般(bān)使它處于某(mǒu)種程度的拉(la)🐇伸狀态。但✌️如(rú)果将這✊種安(an)裝方法用于(yú)旋轉運動，就(jiù)📧會産生不良(liang)🥰的結果。本來(lai)已經緊箍在(zai)旋轉軸上的(de)🔞O形密封圈，因(yīn)旋轉運動産(chǎn)生的摩擦熱(rè)而收縮，進而(ér)使這種緊箍(gu)力增大，這樣(yang)，産生摩擦熱(re)→收縮→緊箍力(li)增大→産生摩(mó)擦熱→……，如☎️此反(fǎn)複循環，就大(dà)大地促進了(le)橡膠的老化(huà)和磨損。