O型密封圈 變形的主要原因分析

    O型密封圈產(chǎn)品由于O型密封圈用的合成橡膠材料是屬于彈性體材料，所以初期設(shè)定的壓緊量和回彈堵塞能力經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的使用，會(huì)產(chǎn)生 變形而逐漸喪失彈性， 終發(fā)生泄漏。 變形和彈力消失是O型密封圈失去密封性能的主要原因。

    以下是造成 變形的主要原因

    1、溫度影響O型密封圈 變形

    使用溫度是影響O型密封圈 變形的另一個(gè)重要因素。高溫會(huì)加速橡膠材料的老化。工作溫度越高，O型密封圈的壓縮 變形就越大。當(dāng) 變形大于百分之40 時(shí)，O型密封圈就失去了密封能力而發(fā)生泄漏。因壓縮變形而在O型密封圈的橡膠材料中形成的初始應(yīng)力值，將隨著O型密封圈的馳張過程和溫度下降的作用而逐漸降低以致消失。溫度在零下工作的O型密封圈，其初始?jí)嚎s可能由于溫度的急劇降低而減小或完全消失。在-50~-60℃的情況下，不耐低溫的橡膠材料會(huì)完全喪失初始應(yīng)力;即使耐低溫的橡膠材料，此時(shí)的初始應(yīng)力也不會(huì)大于20℃時(shí)初始應(yīng)力的百分之25 。這是因?yàn)?/span>O型密封圈的初始?jí)嚎s量取決于線脹系數(shù)。所以，選取初始?jí)嚎s量時(shí)，就 保證在由于馳張過程和溫度下降而造成應(yīng)力下降后仍有足夠的密封能力。

    溫度在零下工作的O型密封圈,應(yīng)特別注意橡膠材料的恢復(fù)指數(shù)和變形指數(shù)。   綜上所述，在設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量保證O型密封圈具有適宜的工作溫度，或選用耐高、低溫的O型密封圈材料，以延長(zhǎng)使用壽命。

    2、壓縮率和拉伸量影響 變形

    制作O型密封圈所用的各種配方的橡膠，在壓縮狀態(tài)下都會(huì)產(chǎn)生壓縮應(yīng)力 現(xiàn)象，此時(shí)，壓縮應(yīng)力隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而減小。使用時(shí)間越長(zhǎng)、壓縮率和拉伸量越大，則由橡膠應(yīng)力 而產(chǎn)生的應(yīng)力下降就越大，以致O型密封圈彈性不足，失去密封能力。因此，在允許的使用條件下，設(shè)法降低壓縮率是可取的。增加O型密封圈的截面尺寸是降低壓縮率 簡(jiǎn)單的方法，不過這會(huì)帶來結(jié)構(gòu)尺寸的增加。

    應(yīng)該注意，人們?cè)谟?jì)算壓縮率時(shí)，往往忽略了O型密封圈在裝配時(shí)受拉伸而引起的截面高度的減小。O型密封圈截面面積的變化是與其周長(zhǎng)的變化成反比的。同時(shí)，由于拉力的作用，O型密封圈的截面形狀也會(huì)發(fā)生變化，就表現(xiàn)為其高度的減小。此外，在表面張力作用下，O型密封圈的外表面變得更平了，即截面高度略有減小。這也是O型密封圈壓縮應(yīng)力 的一種表現(xiàn)。

    O型密封圈截面變形的程度，還取決于O型密封圈材質(zhì)的硬度。在拉伸量相同的情況下，硬度大的O型密封圈，其截面高度也減小較多，從這一點(diǎn)看，應(yīng)該按照使用條件盡量選用低硬度的材質(zhì)。在液體壓力和張力的作用下，橡膠材料的O型密封圈也會(huì)逐漸發(fā)生塑性變形，其截面高度會(huì)相應(yīng)減小，以致 后失去密封能力。

    3、工作介質(zhì)的壓力引起O型密封圈 變形

    工作介質(zhì)的壓力是引起O型密封圈 變形的主要因素?，F(xiàn)代液壓設(shè)備的工作壓力正日益提高。長(zhǎng)時(shí)間的高壓作用會(huì)使O型密封圈發(fā)生 變形。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)工作壓力選用適當(dāng)?shù)哪蛪合鹉z材料。工作壓力越高，所用材料的硬度和耐高壓性能也應(yīng)越高。

    為了 O型密封圈材料的耐壓性能，增加材料的彈性(特別是增加材料在低溫下的彈性、降低材料的壓縮 變形，一般需要改進(jìn)材料的配方，加入增塑劑。但是，具有增塑劑的O型密封圈，長(zhǎng)時(shí)間在工作介質(zhì)中浸泡，增塑劑會(huì)逐漸被工作介質(zhì)吸收，導(dǎo)致O型密封圈體積收縮，甚至可能使O型密封圈產(chǎn)生負(fù)壓縮(即在O型密封圈和被密封件的表面之間出現(xiàn)間隙)。因此，在計(jì)算O型密封圈壓縮量和進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮到這些收縮量。應(yīng)使壓制出的O型密封圈在工作介質(zhì)中浸泡5~10晝夜后仍能保持必要的尺寸。

    O型密封圈材料的壓縮 變形率與溫度有關(guān)。當(dāng)變形率在百分之40 或更大時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)泄漏，所以幾種膠料的耐熱性界限為：丁腈橡膠密封件70℃，三元乙丙橡膠密封件100℃，氟橡膠密封件140℃。因此各國對(duì)O型密封圈的 變形作了規(guī)定。中國標(biāo)準(zhǔn)橡膠材料的O型密封圈在不同溫度下的尺寸變化見表。同一材料的O型密封圈，在同一溫度下，截面直徑大的O型密封圈壓縮 變形率較低。在油中的情況就不同了。由于此時(shí)O型密封圈不與氧氣接觸，所以上述壞反應(yīng)大為減少。加之又通常會(huì)引起膠料有一定的膨脹，所以因溫度引起的壓縮 變形率將被抵消。因此，在油中的耐熱性大為提高。以丁腈橡膠密封件為例，它的工作溫度可達(dá)120℃或更高。

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