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(yàn)表明🚶‍♀️，如密(mi)封裝置各(ge)部分設計(ji)合理，單純(chún)地提高壓(ya)力，并不會(huì)造成O型圈(quan)的破壞。在(zai)高壓、高溫(wēn)的工作條(tiao)件下，O型圈(quān)破壞的主(zhǔ)要原因是(shì)O型圈材料(liào)的永久變(biàn)形和O型圈(quan)被🔴擠入密(mì)封💛間隙而(ér)引起的間(jiān)隙💞咬傷一(yi)級O型圈在(zai)運動時出(chū)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(liao)是屬于粘(zhan)彈性材料(liao)，所以初期(qī)設定的壓(ya)緊量和回(huí)彈堵塞能(neng)力經長時(shi)間的使用(yòng)，會産生永(yǒng)久變形而(ér)逐漸喪失(shī)，最終發生(shēng)洩漏。永久(jiu)變形和彈(dan)力消失是(shi)O型圈失去(qù)密封性♋能(neng)的主要原(yuan)因，以下是(shì)造成永久(jiǔ)變形的主(zhǔ)要原因。

1).壓(ya)縮率和拉(lā)伸量與永(yong)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(huì)産生壓縮(suō)應力松弛(chi)現象，此時(shí)，壓縮應力(lì)随着時間(jiān)的增長而(ér)減小🎯。使用(yòng)時間越長(zhǎng)、壓縮率和(hé)拉伸量越(yue)大，則由橡(xiàng)膠應力松(song)弛而産生(sheng)的🆚應力下(xià)降就越大(da)，以緻O型圈(quan)彈性不足(zu)，失去密封(fēng)能力。因此(cǐ)，在允許的(de)使用條件(jian)下，設法降(jiang)低壓縮率(lü)是可取的(de)。增加O型圈(quan)的截面尺(chi)寸是降低(di)壓縮率最(zui)簡單的方(fāng)法，不過這(zhe)會帶來結(jie)構👅尺寸的(de)增加。

應該(gāi)注意，人們(men)在計算壓(ya)縮率時，往(wǎng)往忽略了(le)O型圈在🆚裝(zhuang)配🍉時🐇受拉(lā)伸而引起(qǐ)的截面高(gao)度的減小(xiao)。O型圈截面(miàn)面積的變(biàn)化是與其(qi)周長的變(biàn)化成反比(bi)的。同時，由(you)于拉力的(de)作用，O型㊙️圈(quān)的截面形(xíng)狀也會發(fa)生變化，就(jiù)表現為其(qí)高度的減(jiǎn)小。此✌️外，在(zài)表面張力(lì)作用下，O型(xing)圈的外表(biǎo)面變得更(gèng)🤩平了，即截(jie)面高度略(lue)有減㊙️小。這(zhè)也是O型密(mì)🐉封圈壓縮(suo)應力松弛(chi)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(quan)材質的硬(yìng)度。在拉伸(shēn)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(cong)這一點看(kàn)，應該按照(zhao)使用條件(jiàn)盡量選用(yong)低硬度的(de)材質。在液(yè)體😄壓力和(hé)✉️張力的作(zuò)用下，橡膠(jiao)材料的O型(xing)密封圈也(yě)會🏃逐漸發(fā)生塑性變(bian)形，其截面(mian)高度會相(xiàng)應減小👌，以(yi)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(guan)系

使用溫(wēn)度是影響(xiǎng)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(xiàng)膠材料的(de)老化。工作(zuo)溫度越高(gao)，O型💛圈的‼️壓(ya)縮❄️永久變(biàn)形就越大(dà)。當永久變(biàn)形大于40%時(shi)，O型圈就失(shī)🌈去了密封(fēng)能力而發(fa)生洩漏。因(yīn)壓縮變形(xing)而在O型圈(quan)的橡膠材(cai)料中形成(chéng)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(xià)降的作用(yòng)而逐漸降(jiàng)低🔱以緻消(xiao)失。

溫度在(zai)零下工作(zuo)的O型圈，其(qi)初始壓縮(suo)可能由于(yu)溫🌏度的急(ji)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(liao)會🌍完全喪(sang)失初始應(ying)力;即使耐(nài)低溫的橡(xiang)🔱膠材料，此(ci)時的初始(shi)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(yu)線✍️脹系數(shù)。所以，選取(qǔ)初始壓縮(suō)量時，就必(bì)須保證在(zài)由于馳張(zhāng)過程和㊙️溫(wēn)度下降而(er)造成應力(lì)下降後仍(réng)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(te)别注意橡(xiàng)膠材料的(de)恢複指數(shu)和變形指(zhǐ)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(yi)的工作溫(wen)度🆚，或🌏選用(yòng)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(zuo)壓力與永(yong)久變形

工(gōng)作介質的(de)壓力是引(yin)起O型圈永(yǒng)久變形的(de)主要因🚶‍♀️素(su)🎯。現🔅代液壓(yā)設備的工(gōng)作壓力正(zheng)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(ci)，設計時應(yīng)根據🐅工作(zuò)壓力選用(yòng)适當的耐(nai)壓橡膠材(cai)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(xìng)能，增加材(cái)料的彈性(xìng)✊(特别是增(zēng)加材料在(zài)低溫下的(de)彈性)、降低(di)材料的壓(yā)縮永久變(biàn)形，一般需(xū)⁉️要改進材(cai)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(xíng)圈，長時間(jian)在工作介(jie)質中浸泡(pào)🐆，增塑劑會(huì)逐漸被工(gong)作介質吸(xi)收，導緻O型(xing)密封圈體(ti)積收縮，甚(shèn)至可🧑🏽‍🤝‍🧑🏻能使(shi)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(suō)量和進行(hang)模具設計(jì)時，應充分(fèn)考慮到這(zhe)些收縮量(liàng)。應使壓制(zhì)出的O型密(mì)封圈在工(gong)作介質中(zhōng)浸泡5~10晝夜(yè)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(wen)度有關。當(dāng)變形率在(zài)40%或🈲更大時(shí)，即會出現(xiàn)洩漏，所以(yǐ)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(jiāo)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(zai)不同溫度(du)下的尺寸(cun)變化見表(biǎo)。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(xing)圈壓😍縮永(yong)久變形率(lü)較低。

在油(you)中的情況(kuang)就不同了(le)。由于此時(shí)O型圈不與(yu)氧氣接觸(chù)，所以🆚上述(shu)不良反應(yīng)大為減少(shao)。加之又通(tong)常會引起(qǐ)膠料有一(yī)定的膨脹(zhang)，所以因溫(wēn)度引起的(de)壓縮💋永久(jiu)變形率将(jiang)被抵消。因(yīn)此，在油中(zhong)的🌈耐熱性(xing)大為提高(gāo)。以丁✊腈橡(xiang)膠為例，它(ta)的工作溫(wen)度可達120℃或(huò)更高。

2、間隙(xi)咬傷

被密(mi)封的零件(jiàn)存在着幾(ji)何精度(包(bāo)括圓度、橢(tuo)圓度🛀、圓柱(zhu)度、同軸度(dù)等)不良、零(ling)件之間不(bu)同心以及(jí)高壓下内(nei)徑脹大等(deng)現象🛀🏻，都會(hui)引起密封(fēng)間隙的擴(kuo)大和間隙(xi)擠出現象(xiang)的加劇。O型(xing)圈的🎯硬度(du)對❌間隙擠(ji)出現🔅象也(yě)有明顯的(de)影響。液體(tǐ)或氣🆚體的(de)壓力越高(gao)，O型圈材料(liao)硬度越小(xiǎo)，則O型圈的(de)間隙擠出(chu)現象越嚴(yán)重。

防止間(jian)隙咬傷的(de)措施是，對(duì)O型密封圈(quān)的硬度和(hé)密封間隙(xì)加以嚴格(gé)的控制。選(xuǎn)用硬度合(he)适的密封(fēng)材料控制(zhì)間隙。常用(yòng)的O型圈的(de)硬度範圍(wéi)是HS60~90。低硬度(dù)者用于低(dī)🐕壓，高硬度(du)者用于高(gao)壓。配用适(shi)當的密封(fēng)圈保護擋(dang)圈🛀，是防止(zhǐ)O型圈被擠(jǐ)入間隙的(de)有效方法(fǎ)。

3、扭曲現象(xiàng)

扭曲是指(zhǐ)O型圈沿周(zhou)向發生扭(niǔ)轉的現象(xiang)，扭曲現象(xiàng)💚一般發🏃‍♀️生(shēng)在動密封(fēng)狀态。

O型圈(quān)如果裝配(pei)的妥善，并(bìng)且使用條(tiao)件适當，一(yī)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(yīn)為O型🎯圈與(yǔ)溝槽的接(jiē)觸面積大(da)于在滑動(dòng)表面上的(de)摩擦接觸(chu)面積，而且(qie)O型圈🔱本身(shen)的㊙️抗拒能(neng)力原來就(jiu)能阻止扭(niu)曲。摩擦力(li)的分☔布也(yě)趨向保持(chí)O型圈🏃‍♀️在其(qí)溝槽中💘靜(jìng)止不動，因(yīn)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(miàn)的粗糙度(dù)。

引起扭曲(qǔ)損傷的原(yuan)因很多，其(qi)中最主要(yào)的是由于(yú)活塞🈚、活🛀🏻塞(sāi)杆和缸筒(tǒng)的間隙不(bú)均勻、偏心(xīn)過大、O型圈(quan)斷面直徑(jing)不均勻等(deng)🚩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(yì)産生摩擦(cā)⭐不均勻造(zào)成扭曲(運(yun)動用O型圈(quān)比固定用(yong)O型圈的斷(duàn)面直徑大(da)就是這個(ge)道理)。

另外(wài)，由于密封(feng)溝槽存在(zai)着同軸度(du)偏差，密封(feng)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(bu)分壓縮過(guò)大，另一部(bù)分過小或(huo)不受壓縮(suō)。當溝槽存(cun)🈚在偏心即(ji)同軸偏差(cha)大于O型圈(quān)的壓縮量(liang)時，密封會(hui)完全失效(xiào)。密封溝槽(cao)同軸度偏(piān)差大🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的另(ling)一個害處(chu)是使O型密(mi)封圈沿圓(yuán)周壓縮不(bu)均。

此外還(hái)有由于O型(xíng)圈截面直(zhi)徑、材質硬(ying)度、潤滑油(you)膜厚♌度等(děng)的不⛱️均以(yǐ)及密封軸(zhóu)表面粗糙(cao)度等因素(sù)的影響，導(dǎo)緻O型圈的(de)一部分沿(yán)工作表面(miàn)滑動，另一(yī)部分則發(fā)生滾動，從(cong)而造成O型(xíng)圈的扭曲(qu)。運動用O型(xíng)圈很容易(yì)因扭曲而(er)損壞，這是(shì)密封裝置(zhi)發生損壞(huài)和洩漏的(de)重要🐕原因(yīn)💚。因此提高(gāo)密封溝槽(cáo)的加工精(jing)密度以及(jí)減小偏心(xīn)是🏃保證O型(xíng)圈具有可(ke)靠的密封(feng)性和壽命(ming)的重要因(yin)素。

安裝密(mì)封圈不應(yīng)是它處于(yu)扭曲狀态(tài)。假如在安(ān)裝時就被(bei)扭曲，則扭(niu)曲損傷就(jiu)會很快發(fā)生。在工作(zuò)中，扭曲現(xiàn)象會将⭐O型(xíng)圈切斷，産(chan)生大量漏(lou)油，而且切(qie)斷的O型圈(quān)㊙️會混到液(ye)壓系統的(de)其🎯他部位(wèi)，造成重大(da)事故。

為了(le)防止O型圈(quān)的扭曲損(sun)傷，在設計(jì)時應注意(yì)以下幾✔️點(dian)：

1).O型圈安裝(zhuang)溝槽的同(tong)心度大小(xiao)，應從加工(gong)方便和不(bú)産✌️生扭⭐曲(qǔ)現象兩個(ge)方面來考(kǎo)慮。

2).O型圈斷(duàn)面尺寸應(yīng)均勻，并且(qie)在每次安(an)裝時都應(yīng)在密封部(bu)位充分塗(tu)抹潤滑油(you)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(quan)的截面直(zhí)徑，動密封(feng)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(mian)用作🏃🏻大直(zhi)🌈徑活塞的(de)密封。

4).在低(dī)壓下也産(chǎn)生扭曲損(sǔn)傷時，可使(shi)用密封圈(quan)保護♉擋圈(quān)。

5).降低缸筒(tong)和活塞杆(gǎn)的表面粗(cū)糙度。

6).采用(yong)低摩擦系(xì)數的材料(liào)制作O型密(mi)封圈。

7).可用(yong)不易産生(sheng)扭曲現象(xiang)的密封圈(quan)代替O型圈(quān)。

4、磨粒磨損(sun)現象

當密(mi)封的間隙(xi)具有相對(dui)運動時，工(gong)作環境中(zhong)的灰塵和(he)沙粒🔞等被(bèi)粘附在活(huó)塞杆表面(mian)，并随着活(huo)塞杆的往(wang)複運動與(yǔ)油膜一起(qǐ)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(su)O型圈的磨(mó)損，以緻其(qí)失去密封(feng)性。為了避(bì)免這種情(qing)況發生，在(zai)往複運動(dong)式密封裝(zhuāng)置的外伸(shen)軸端處必(bì)須使用防(fáng)塵☀️圈。

5、滑動(dòng)表面對O型(xíng)圈的影響(xiǎng)

滑動表面(mian)的粗糙度(dù)是影響O型(xing)圈表面摩(mo)擦與磨損(sun)的直👣接📐因(yin)♈素。一般地(dì)說，表面光(guāng)潔摩擦與(yu)磨損就小(xiao)，所以滑動(dong)表面的粗(cū)糙度數值(zhi)往往很低(dī)(Ra0.2~0.050μm)。但是，試驗(yan)表明，表面(mian)粗糙過低(dī)(Ra低㊙️于0.050μm)又會(hui)給摩擦與(yu)磨損帶來(lai)不利的影(ying)🆚響。這是因(yīn)為微小的(de)表面凹凸(tu)不平，可以(yǐ)⁉️保持必要(yao)的🈲潤滑油(you)膜。因此要(yào)選擇适當(dang)的表面要(yao)求。

滑動表(biao)面的材質(zhì)對O型圈的(de)壽命也有(yǒu)影響。滑動(dong)表♈面材質(zhì)🛀的硬度越(yue)大、耐磨性(xìng)越高、保持(chi)光潔的能(neng)力就越強(qiáng)，O型圈的壽(shòu)命✏️也就越(yue)長。這也是(shì)液壓缸活(huó)塞杆表面(miàn)鍍鉻的重(zhong)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(biao)面♍比鋼制(zhì)滑動表面(mian)對密封圈(quan)的摩擦與(yǔ)磨損更為(wei)🤩嚴重，低硬(ying)度、大壓縮(suo)量的💛密封(feng)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(mo)擦力與O型(xing)圈的應用(yong)

在動密封(feng)裝置中，摩(mó)擦與磨損(sun)是O型圈損(sun)壞的重要(yao)影響因素(sù)。磨損程度(du)主要取決(jué)于摩擦力(li)的大小。當(dang)液體壓力(li)微小時，O型(xíng)圈摩🤟擦力(lì)的大小取(qu)決于它的(de)預壓縮👌量(liàng)。當工作液(yè)體承受壓(ya)力時，摩擦(cā)力随之工(gong)作壓力的(de)增加而增(zēng)✍️大。在工作(zuò)🚩壓力小于(yu)20MPa的情況下(xià)😍，近似地呈(cheng)線形關系(xi)。壓力🤩大于(yú)20MPa時，随着壓(yā)力的增加(jia)，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(mo)擦力的增(zēng)❤️加也相㊙️應(ying)緩慢💘。在正(zhèng)常情況下(xia)，O型圈的使(shi)用壽命随(suí)着液體壓(yā)力的升高(gao)将會近似(si)的呈平方(fāng)🌈關系而減(jiǎn)小。

摩擦力(lì)的增加，使(shǐ)得旋轉或(huò)往複運動(dong)的軸與O型(xíng)密🔱封‼️圈之(zhī)間産🛀🏻生大(dà)量的摩擦(cā)熱。由于多(duō)數O型圈都(dou)是用橡膠(jiāo)制成的，導(dao)熱性極差(chà)。因此，摩擦(ca)熱就會引(yin)起橡膠的(de)老化，導緻(zhì)O型圈實效(xiao)，破壞其密(mì)封性能。摩(mo)擦還會引(yǐn)起O型圈表(biǎo)面損傷，使(shǐ)壓縮量減(jiǎn)小。嚴重的(de)摩擦會很(hěn)快引起O型(xing)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(yǐn)♊起粘着，造(zào)成摩擦力(lì)進一步增(zēng)加。

運動用(yong)密封在低(dī)速運動時(shí)，摩擦阻力(li)還是引起(qǐ)爬行的一(yī)個因素，影(ying)響元件和(he)系統的工(gong)作性能。所(suǒ)以對運動(dong)密🔆封來說(shuō)，摩擦性是(shì)重要性能(neng)之一。摩擦(ca)系💃數是摩(mo)擦特性的(de)一個評價(jia)指标，合成(cheng)🐆橡膠摩擦(ca)系數較大(dà)，由♌于密封(feng)在運動狀(zhuàng)态時，通常(cháng)處于工作(zuo)油㊙️液或潤(rùn)滑劑參與(yǔ)的混合潤(rùn)滑狀态，摩(mo)擦系數一(yī)般在0.1以下(xia)。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(cū)糙度。

7、焦耳(ěr)熱效應

橡(xiang)膠材料的(de)焦耳熱效(xiao)應，是指處(chù)于拉伸狀(zhuàng)态的橡膠(jiao)遇熱産生(shēng)收縮的現(xiàn)象。在安裝(zhuang)O型圈時，為(wei)了使它在(zài)密封溝🌈槽(cao)内不産生(sheng)竄動，在用(yong)作往複運(yun)動密封時(shi)，不産生扭(niu)曲⚽現象，一(yi)般使它處(chu)于某種程(cheng)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(liang)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(dong)産生的㊙️摩(mo)擦熱而收(shou)縮👈，進而使(shi)這種緊箍(gū)力增大，這(zhe)樣，産生摩(mó)擦熱→收縮(suō)→緊箍力增(zeng)大→産生摩(mó)擦熱→……，如此(ci)反複循環(huán)，就大大地(dì)促進了😍橡(xiang)膠的老化(hua)和磨損。

-END-