形密封圈的主要無效原因及其防治措施形圈設計、使用不當會加速它的損壞，喪失密封性能。實驗表示，如密封裝置各部分設計合理，單純地提高壓力，其實不會造成O形圈的損壞。在高壓、高溫的工作條件下，O形圈損壞的主要原因是O形圈資料的永久變形和O形圈被擠入密封縫隙而引起的縫隙咬傷一級O形圈在運動時出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象。1、永久變形由于O形圈密封圈用的合成橡膠資料是屬于粘彈性資料，因此初期設定的壓緊量和回彈堵塞能力經(jīng)長時間的使用，會產(chǎn)生永久變形而逐漸喪失，最后發(fā)生泄漏。永久變形和彈力消失是O形圈失去密封性能的主要原因，以下是造成永久變形的主要原因。1）壓縮率和拉伸量與永久變形的關系制作O形圈所用的各種配方的橡膠，在壓縮狀態(tài)下都會產(chǎn)生壓縮應力廢弛現(xiàn)象，此時，壓縮應力隨著時間的增加而減小。使用時間越長、壓縮率和拉伸量越大，則由橡膠應力廢弛而產(chǎn)生的應力下降就越大，以致O形圈彈性不足，失去密封能力。因此，在贊同的使用條件下，想法降低壓縮率是可取的。增加O形圈的截面尺寸是降低壓縮率最簡單的方法，但是這會帶來結(jié)構(gòu)尺寸的增加。應該注意，人們在計算壓縮率時，經(jīng)常忽略了

O形圈在裝置時受拉伸而引起的截面高度的減小。O形圈截面面積的變化是與其周長的變化成反比的。同時，由于拉力的作用，O形圈的截面形狀也會發(fā)生變化，就表現(xiàn)為其高度的減小。其他，在表面張力作用下，O形圈的表面面變得更平了，即截面高度略有減小。這也是O形密封圈壓縮應力廢弛的一種表現(xiàn)。O形圈截面變形的程度，還取決于O形圈材質(zhì)的硬度。在拉伸量同樣的情況下，硬度大的形圈，其截面高度也減小很多，從這一點看，應該依照使用條件盡量采用低硬度的材質(zhì)。在液體壓力和張力的作用下，橡膠資料的O形密封圈也會逐漸發(fā)生塑性變形，其截面高度會相應減小，以致最后失去密封能力。2）溫度與O形圈馳張過程的關系使用溫度是影響O形圈永久變形的另一個重要因素。高溫會加速橡膠資料的老化。工作溫度越高，O形圈的壓縮永久變形就越大。當永久變形大于40%時，O形圈就失去了密封能力而發(fā)生泄漏。因壓縮變形而在O形圈的橡膠資料中形成的初始應力值，將隨著O形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形圈，其初始壓縮可能由于溫度的急劇降低而減小或完好消失。在-50~-60℃的情況下，不耐低溫的橡膠資料會完好喪失初始應力；即使耐低溫的橡膠資料，此時的初始應力也不會大于20℃時初始應力的25%。這是由于O形圈的初始壓縮量取決于線脹系數(shù)。因此，采用初始壓縮量時，就必定保證在由于馳張過程和溫度下降而造成應力下降伍仍有足夠的密封能力。溫度在零下工作的O形圈,應特別注意橡膠資料的恢復指數(shù)和變形指數(shù)。綜上所述，在設計上應盡量保證

O形圈擁有合適的工作溫度，或采用耐高、低溫的

O形圈資料，以延長使用壽命。3）介質(zhì)工作壓力與永久變形工作介質(zhì)的壓力是引起O形圈永久變形的主要因素?，F(xiàn)代液壓設備的工作壓力正日益提高。長時間的高壓作用會使O形圈發(fā)生永久變形。因此，設計時應依照工作壓力采用合適的耐壓橡膠資料。工作壓力越高，所用資料的硬度和耐高壓性能也應越高。為了改進O形圈資料的耐壓性能，增加資料的彈性（特別是增加資料在低溫下的彈性）、降低資料的壓縮永久變形，一般需要改進資料的配方，加入增塑劑。但是，擁有增塑劑的O密封形圈，長時間在工作介質(zhì)中浸泡，增塑劑會逐漸被工作介質(zhì)吸取，以致O形密封圈體積縮短，甚至可能使O形密封圈產(chǎn)生負壓縮（即在O形密封圈和被密封件的表面之間出現(xiàn)縫隙）。因此，在計算O形密封圈壓縮量和進行模具設計時，應充分考慮到這些縮短量。應使壓制出的O形密封圈在工作介質(zhì)中浸泡5~10晝夜后還可以保持必要的尺寸。O形圈資料的壓縮永久變形率與溫度有關。當變形率在40%或更大時，即會出現(xiàn)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(guī)定。中國標準橡膠資料的O形圈在不同樣溫度下的尺寸變化見表。同一資料的O形圈，在同一溫度下，截面直徑大的O形圈壓縮永久變形率較低。在油中的情況就不同樣了。由于此時O形圈不與氧氣接觸，因此上述不良反應大為減少。加之又平時會引起膠料有必然的膨脹，因此因溫度引起的壓縮永久變形率將被抵消。因此，在油中的耐熱性大為提高。以丁腈橡膠為例，它的工作溫度可達120℃或更高。2、縫隙咬傷被密封的零件存在著幾何精度（包括圓度、橢圓度、圓柱度、同軸度等）不良、零件之間不同心以及高壓下內(nèi)徑脹大等現(xiàn)象，都會引起密封縫隙的擴大和縫隙擠出現(xiàn)象的加劇。O形圈的硬度對縫隙擠出現(xiàn)象也有明顯的影響。液體或氣體的壓力越高，O形圈資料硬度越小，則形圈的縫隙擠出現(xiàn)象越嚴重。防范縫隙咬傷的措施是，對O形密封圈的硬度和密封縫隙加以嚴格的控制。采用硬度合適的密封資料控制縫隙。常用的O形圈的硬度范圍是HS60~90。低硬度者用于低壓，高硬度者用于高壓。配用合適的密封圈保護擋圈，是防范O形圈被擠入縫隙的有效方法。3、扭曲現(xiàn)象扭曲是指O形圈沿周向發(fā)生扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，扭曲現(xiàn)象一般發(fā)生在動密封狀態(tài)。O形圈若是裝置的穩(wěn)當，而且使用條件合適，一般不大簡單在往來在往來運動狀態(tài)下產(chǎn)生滾動或扭曲，由于O形圈與溝槽的接觸面積大于在滑動表面上的摩擦接觸面積，而且O形圈自己的抗拒能力原來就能阻攔扭曲。摩擦力的分布也趨向保持O形圈在其溝槽中靜止不動，由于靜摩擦大于滑動摩擦，而且溝槽表面的粗糙度一般不如滑動表面的粗糙度。引起扭曲傷害的原因很多，其中最主要的是由于活塞、活塞桿和缸筒的縫隙不均勻、獨愛過大、O形圈斷面直徑不均勻等造成，由于造成O形圈在一周多受的摩擦力不均勻，O形圈的某些部分摩掠過大，發(fā)生扭曲。平時，斷面尺寸較小的O形圈，簡單產(chǎn)生摩擦不均勻。造成扭曲（運動用O形圈比固定用O形圈的斷面直徑大就是這個道理。）其他，由于密封溝槽存在著同軸度偏差，密封高度不相等以及O形圈截面直徑不均勻等現(xiàn)象，可能使得O形圈的一部分壓縮過大，另一部分過小或不受壓縮。當溝槽存在獨愛即同軸偏差大于O形圈的壓縮量時，密封會完好無效。密封溝槽同軸度偏差大的另一個害處是使O形密封圈沿圓周壓縮不均。其他還有由于O形圈截面直徑、材質(zhì)硬度、潤滑油膜厚度等的不均以及密封軸表面粗糙度等因素的影響，以致O形圈的一部分沿工作表面滑動，另一部分則發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而造成O形圈的扭曲。運動用O形圈很簡單因扭曲而損壞，這是密封裝置發(fā)生損壞和泄漏的重要原因。因此提高密封溝槽的加工精美度以及減小獨愛是保證O形圈擁有可靠的密封性和壽命的重要因素。安裝密封圈不應是它處于扭曲狀態(tài)。若是在安裝時就被扭曲，則扭曲傷害就會很快發(fā)生。在工作中，扭曲現(xiàn)象會將O形圈切斷，產(chǎn)生大量漏油，而且切斷的O形圈會混到液壓系統(tǒng)的其他部位，造成重要事故。為了防范O形圈的扭曲傷害，在設計時應注意以下幾點1）O形圈安裝溝槽的同心度大小，應從加工方便和不產(chǎn)生扭曲現(xiàn)象兩個方面來考慮。2）O形圈斷面尺寸應均勻，而且在每次安裝時都應在密封部位充分涂抹潤滑油或潤滑脂。有時也可以采用浸透潤滑油的氈圈式加油裝置。3）加大O形圈的截面直徑，動密封用O形密封圈的截面直徑一般應大于靜密封用O形圈；其他，O形圈應防范用作大直徑活塞的密封。4）在低壓下也產(chǎn)生扭曲傷害時，可使用密封圈保護擋圈。5）降低缸筒和活塞桿的表面粗糙度。6）采用低摩擦系數(shù)的資料制作O形密封圈。7）可用不易產(chǎn)生扭曲現(xiàn)象的密封圈代替O形圈。4、磨粒磨損現(xiàn)象當密封的縫隙擁有相對運動時，工作環(huán)境中的灰塵和沙粒等被粘附在活塞桿表面，并隨著活塞桿的往來運動與油膜一起被帶入缸內(nèi)，成為侵入O形密封圈表面的磨粒，加速O形圈的磨損，以致其失去密封性。為了防范這種情況發(fā)生，在往來運動式密封裝置的外伸軸端處必須使用防塵圈。5、滑動表面對O形圈的影響滑動表面的粗糙度是影響O形圈表面摩擦與磨損的直接因素。一般地說，表面光潔摩擦與磨損就小，因此滑動表面的粗糙度數(shù)值經(jīng)常很低（Ra0.2~0.050μm）。但是，試驗表示，表面粗糙過低（Ra低于0.050μm）又會給摩擦與磨損帶來不利的影響。這是由于渺小的表面凹凸不平，可以保持必要的潤滑油膜。因此要選擇合適的表面要求?；瑒颖砻娴牟馁|(zhì)對O形圈的壽命也有影響?；瑒颖砻娌馁|(zhì)的硬度越大、耐磨性越高、保持光潔的能力就越強，O形圈的壽命也就越長。這也是液壓缸活塞桿表面鍍鉻的重要原因。同理可以講解擁有同樣粗糙度的用銅、鋁合金制成的滑動表面比鋼制滑動表面對密封圈的摩擦與磨損更為嚴重，低硬度、大壓縮量的密封圈不如高硬度、小壓縮量的密封圈耐用的情況。6、摩擦力與O形圈的應用在動密封裝置中，摩擦與磨損是O形圈損壞的重要影響因素。磨損程度主要取決于摩擦力的大小。當液體壓力渺小時，O形圈摩擦力的大小取決于它的預壓縮量。當工作液體承受壓力時，摩擦力隨之工作壓力的增加而增大。在工作壓力小于20MPa的情況下，近似地呈線形關系。壓力大于20MPa時，