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O型密封圈主要失效的原因及其防治措施

　　O型密封圈設(shè)計、使用不當會加速O型密封圈的損壞，喪失密封性能。實驗表明，如密封裝置各部分設(shè)計合理，單純地提高壓力，并不會造成O型密封圈的破壞。在高壓、高溫的工作條件下，O型密封圈破壞的主要原因是O型密封圈材料的永久變形和O型密封圈被擠入密封間隙而引起的間隙咬傷一級O型密封圈在運動時出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象。

　　O型密封圈材料的永久變形

　　由于O型密封圈用的合成橡膠材料是屬于粘彈性材料，所以初期設(shè)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，最終發(fā)生泄漏。永久變形和彈力消失是O型密封圈失去密封性能的主要原因，以下是造成O形密封圈材料永久變形的主要原因。

　　1)壓縮率和拉伸量與O型密封圈材料永久變形的關(guān)系   制作O型密封圈所用的各種配方的橡膠，在壓縮狀態(tài)下都會產(chǎn)生壓縮應(yīng)力松弛現(xiàn)象，此時，壓縮應(yīng)力隨著時間的增長而減小。使用時間越長、壓縮率和拉伸量越大，則由橡膠應(yīng)力松弛而產(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最簡單的方法，不過這會帶來結(jié)構(gòu)尺寸的增加。

　　應(yīng)該注意，人們在計算壓縮率時，往往忽略了O型密封圈在裝配時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的變化成反比的。同時，由于拉力的作用，O型密封圈的截面形狀也會發(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)力松弛的一種表現(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型密封圈也會逐漸發(fā)生塑性變形，O型密封圈截面高度會相應(yīng)減小，以致最后失去密封能力。

　　2)溫度與O型密封圈馳張過程的關(guān)系

　　使用溫度是影響O型密封圈永久變形的另一個重要因素。高溫會加速橡膠材料的老化。工作溫度越高，O型密封圈的壓縮永久變形就越大。當永久變形大于40%時，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，O型密封圈初始壓縮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完全喪失初始應(yīng)力;即使耐低溫的橡膠材料，此時的初始應(yīng)力也不會大于20℃時初始應(yīng)力的25%。這是因為O型密封圈的初始壓縮量取決于線脹系數(shù)。所以，選取初始壓縮量時，就必須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。

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