上海O形密封圈失效的主要原因是什（shí）麽呢？

在-50～-60℃的情況下，不耐低溫的橡膠材料會完全喪失初始應力;即使耐低溫（wēn）的橡膠材料，此時的初始（shǐ）應（yīng）力也不會大於20℃時初始應力的25%。這是因為O形圈的初始壓縮量取決於線（xiàn）脹（zhàng）係數。

O形圈設計、使用不當會（huì）加速它的損壞，喪失密封性能。實驗表明，如密封圈裝置各部（bù）分設計合（hé）理，單純地提高壓力（lì），並不（bú）會造成O形圈（quān）的破壞（huài）。在高壓、高溫的工作條件下，O形圈破壞的主要原因是（shì）O形圈材料的永久變形和O形圈被（bèi）擠入密封間隙而引起（qǐ）的間（jiān）隙咬傷一級O形圈（quān）在運動時出現扭曲現象。

1、永久變形

由於O形圈密封圈用的合成（chéng）橡膠材料是屬（shǔ）於粘彈性材料（liào），所（suǒ）以初期設定的（de）壓緊量和回彈堵塞（sāi）能力（lì）經長時間的使用，會產（chǎn）生（shēng）永久變形而逐漸喪失，最（zuì）終發生泄漏。永久變形和（hé）彈力消失是O形圈失去密封性能的（de）主要原因，以下是（shì）造成永久變（biàn）形的主要原因。

1）壓縮率和拉伸量與永久變形的關係

製作O形圈所用的各種（zhǒng）配方的橡膠，在壓縮狀態下都會（huì）產生（shēng）壓縮應力鬆弛現象，此時，壓（yā）縮應力隨著時間（jiān）的增長而減小。使用時間越長、壓縮（suō）率和拉伸量越大，則由橡膠應力鬆弛而產生的（de）應力下降就越大，以致O形圈彈性不足（zú），失去密封能力。因此，在允許的使用條件下（xià），設法降低壓縮率是可（kě）取（qǔ）的。增加O形圈的截麵尺寸（cùn）是降低壓縮率最簡單的（de）方法，不過這會帶來結構尺寸的增加。

應該注意，人們（men）在計算（suàn）壓縮率時，往往忽略了O形圈在裝配時受（shòu）拉伸而引起的（de）截麵高度的減小。O形圈（quān）截麵麵（miàn）積的變化是與其（qí）周長的變化成反比的。同時，由於拉力的作用，O形圈的截麵形狀也會發生變化，就表現為其高度（dù）的減（jiǎn）小。此外，在表麵張力作用下，O形圈的外表麵變得更平了，即截（jié）麵高度略有減小。這（zhè）也是O形密封（fēng）圈壓縮應力鬆弛的一種表（biǎo）現。

O形圈截麵（miàn）變形（xíng）的程度，還取決於O形圈材質的硬度。在拉（lā）伸量相同的情（qíng）況下，硬度大的O形圈，其截麵高（gāo）度也減小較多，從這（zhè）一點看，應該按照使用條件盡量選用低硬度的材質。在液體壓力和張力的作用下，橡膠材料的O形密封圈也會逐漸發（fā）生塑性變形，其截麵高度（dù）會相應減小，以致最後失去密封能力（lì）。

2）溫度與O形圈馳張過（guò）程的關係

使用溫度是影響O形圈永久變形的另一個重要因素。高溫會（huì）加速橡膠材料的老化。工作溫度越高（gāo），O形圈的壓縮永久變形就越大。當永久變形大於（yú）40%時，O形圈就失去了密封能（néng）力而發生泄漏。因壓縮變形而在O形（xíng）圈的橡膠材料中形成的初始應力值，將隨著O形圈（quān）的馳（chí）張過程和溫度下降的作（zuò）用而逐漸降低以致消失。溫度在零下工作的O形圈，其初始壓縮（suō）可能由於溫（wēn）度的急劇（jù）降（jiàng）低而減小或（huò）完全消失。在-50～-60℃的情況下（xià），不耐低溫的橡膠材料會完全喪失初始應力;即使耐（nài）低溫的橡膠材料（liào），此時的初始應力也不會大（dà）於20℃時初始應力的25%。這是因為O形圈的初始壓縮量取決於線脹係數。所以，選取初始壓縮量時，就必須保證在由於馳張過程和溫（wēn）度下降而造成應（yīng）力下降後仍有足夠的密封能力。

溫度在零（líng）下工作的O形（xíng）圈，應特別注意橡膠材料的恢複指數（shù）和變形指數。

綜上所述，在設計上應盡量保證O形圈具有適宜的工作溫度，或（huò）選用耐（nài）高、低溫的O形圈材料，以（yǐ）延長使用壽命（mìng）。

3）介質（zhì）工（gōng）作壓力與永久變形

工作介質的壓力（lì）是引起O形圈永（yǒng）久變形的主要因素。現代液壓設備的工作壓力（lì）正日益提高。長時間的高壓（yā）作用會使O形圈發生（shēng）永久變（biàn）形。因此，設計時應根據工作壓力選（xuǎn）用適當的（de）耐壓橡膠材料。工作壓力越（yuè）高，所用材料的（de）硬度和耐高壓性能也應越（yuè）高。

為了改善O形圈材料（liào）的耐壓性能，增加材料的彈性（特別是增加材料（liào）在低溫下（xià）的彈性）、降（jiàng）低材料的壓縮永（yǒng）久變（biàn）形，一般（bān）需要改進材（cái）料的配方，加入增塑劑（jì）。但是，具有增塑劑的O密（mì）封形圈，長時間在（zài）工作介質中浸泡，增塑劑會（huì）逐漸被工作介質吸收，導致O形密封圈體積收縮，甚至可能使O形密封圈（quān）產生負壓縮（即在O形密封圈和被密封件的表麵之間出現間隙）。因此，在計算O形密封圈壓縮量和進行（háng）模具設計時（shí），應充分考慮到這些收縮量。應使壓製出的O形密（mì）封（fēng）圈在工作介質中浸泡5～10晝夜後仍能保持必要的尺寸。

O形圈材（cái）料的壓縮永久變形率與溫度有關（guān）。當變（biàn）形率在40%或更大時，即會（huì）出現泄漏，所以幾種膠料的耐熱性界限為：丁腈橡膠70℃，三元乙丙橡膠100℃，氟橡膠140℃。因此各國對O形圈的永久變形作了規定。中國標準橡（xiàng）膠材料的O形圈在不同溫度下的尺寸變化見表。同（tóng）一材料的O形圈，在同一溫度下，截麵（miàn）直（zhí）徑大的O形（xíng）圈壓縮永久（jiǔ）變形率較低（dī）。

在油中的情況（kuàng）就不同了。由於此時O形圈不與氧氣接觸，所以上述不良（liáng）反應大為減少。加（jiā）之又（yòu）通常會引起膠料有一定的膨脹，所（suǒ）以因（yīn）溫度引起的壓縮永久變（biàn）形率將（jiāng）被抵消。因此，在油中的耐熱（rè）性大為提高。以丁腈橡膠為例，它的工（gōng）作溫度可達120℃或更高。

2、間（jiān）隙咬傷

被密封的零件存在著幾何精度（包括圓（yuán）度、橢圓度、圓柱度、同軸度等）不良、零件之間不同心以及高壓下（xià）內徑脹大等現象，都會引起密封間隙的擴大和間隙擠出現象的加劇。O形圈的硬度對間隙擠出現象也有明顯的影響。液體或氣體的壓力越高，O形（xíng）圈材料硬度越小，則O形圈（quān）的（de）間隙（xì）擠出現象越嚴重。

防止間隙（xì）咬傷的措施是，對O形密封圈（quān）的硬度和密封間隙加以嚴格（gé）的控製。選用硬度合適的密（mì）封材料控製間（jiān）隙。常用的O形圈的硬度範圍是HS60～90。低硬度者用於低壓，高硬（yìng）度者用（yòng）於高壓。

配（pèi）用適當的密封（fēng）圈（quān）保護擋圈，是防止O形圈被擠入間隙的有效方法。

3、扭曲現象

曲是指O形（xíng）圈沿周向發生（shēng）扭轉的現象，扭（niǔ）曲現象一般發生在動密封（fēng）狀態。

O形圈如果裝配的妥善，並且使用條件（jiàn）適當，一般不大容易在往複在（zài）往複（fù）運動狀態下產（chǎn）生（shēng）滾（gǔn）動或扭曲，因為O形圈與溝槽（cáo）的（de）接觸麵積大（dà）於在滑動表麵上的摩擦接觸（chù）麵積，而且O形圈本（běn）身的抗拒能力原來（lái）就能阻止扭曲。摩擦（cā）力的分布（bù）也趨向保持O形圈在其溝（gōu）槽中靜止（zhǐ）不（bú）動，因為（wéi）靜摩擦大於（yú）滑動摩（mó）擦，而且溝槽表麵的粗糙度一般不如滑動表麵的（de）粗糙（cāo）度。

引起扭曲損（sǔn）傷的原因很多，其中最主要（yào）的是由於活塞、活塞（sāi）杆和缸筒的間隙不均勻、偏心（xīn）過大、O形圈斷麵直徑不（bú）均勻等造成，由於造（zào）成（chéng）O形圈在一周多受的摩擦（cā）力不均勻，O形（xíng）圈的某些部分摩擦過大（dà），發生扭曲（qǔ）。通常，斷麵尺寸較小的O形圈，容易產生摩擦不（bú）均（jun1）勻。造成扭曲（運動用O形（xíng）圈比固定用O形圈的斷麵直徑大就是這個道理。）

另外，由於密封溝槽存在著同軸度（dù）偏差，密封（fēng）高度不相等（děng）以及O形圈截（jié）麵（miàn）直徑不均勻等現象，可能使得O形圈的（de）一部分壓縮過（guò）大，另一部分過小或不受壓縮。當溝槽存在偏（piān）心即同軸偏差大於O形圈的壓縮量時，密封會完全失效。密封溝槽同（tóng）軸度偏差大的另一個（gè）害處（chù）是使O形（xíng）密封圈沿圓周壓縮不均。此外（wài）還有由於O形圈截麵直徑、材質硬度、潤滑油膜厚度等的（de）不均以及密封軸表麵粗糙度等因（yīn）素的影響，導致O形圈的一部分沿工作表麵滑（huá）動，另一部分（fèn）則發生滾動，從而造成O形（xíng）圈（quān）的扭曲。運（yùn）動用O形圈很容易因（yīn）扭曲而損壞，這（zhè）是密封裝置發生損壞和泄漏的重（chóng）要原因。因此提高密封溝槽的加工精密度以及（jí）減小偏心是（shì）保證O形圈具有（yǒu）可靠的密封性和（hé）壽命的重要因素。

安裝密封圈不應是它處於扭曲狀態（tài）。假如在安裝時就被扭曲，則扭曲損傷就會很快（kuài）發生（shēng）。在工作中，扭曲現象會將O形圈切斷，產生大量（liàng）漏油，而且切斷的O形圈會混到液壓係統的其他部位，造成（chéng）重大事故。

為了防止O形圈的扭曲（qǔ）損傷，在（zài）設計時應注（zhù）意以（yǐ）下幾點

1）O形圈安（ān）裝溝槽的同心度大小，應從加工方便和不產生扭曲現象兩個方麵來考慮。

2）O形圈斷麵尺寸應均勻，並且在每次安（ān）裝時都應（yīng）在密封（fēng）部位（wèi）充分塗（tú）抹潤滑油或潤滑脂。有時也可以采用浸透潤滑油（yóu）的氈（zhān）圈式加油裝置。

3）加大O形圈的截麵直徑，動（dòng）密封用O形密（mì）封圈的截麵直徑一般（bān）應大於靜密封用O形圈;此外，O形圈應避免（miǎn）用作大直徑活塞的密封。

4）在低壓（yā）下（xià）也產生（shēng）扭曲損傷時，可使用密封圈保護擋（dǎng）圈。

5）降低（dī）缸筒和活塞杆的表麵粗糙度。

6）采用低摩擦係數的材料製作O形密封圈（quān）。

7）可用不易產生扭曲現象的密封圈代替O形圈（quān）。

4、磨粒磨損現象

當密封的間隙具有相對運動時，工作環境中的灰塵（chén）和沙粒等被粘附在（zài）活塞杆表麵，並隨（suí）著活塞杆的往複運動與油膜一起被（bèi）帶入缸內，成（chéng）為（wéi）侵入O形密封圈（quān）表麵的（de）磨粒，加速O形圈的磨損，以（yǐ）致其失去密封性。為了避免這（zhè）種情況（kuàng）發（fā）生，在（zài）往複運（yùn）動式密封裝置（zhì）的外伸軸（zhóu）端處必須使用防塵。