O形密封圈规划、运用不当会加速O形密封圈的损坏,损失密封功能。试验标明,如密封设备各部分规划合理,单纯地进步压力,并不会形成O形密封圈的破坏。在高压、高温的作业条件下,O形密封圈破坏的主要原因是O形密封圈资料的永久变形和O形密封圈被挤入密封空隙而引起的空隙咬伤一级O形密封圈在运动时呈现歪曲现象。
1、O形密封圈资料的永久变形
因为O形圈密封圈用的合成橡胶资料是归于粘弹性资料,所以初期设定的压紧量和回弹阻塞才能经长期的运用,会产生永久变形而逐步损失,最终产生走漏。永久变形和弹力消失是O形密封圈失掉密封功能的主要原因,以下是形成O形密封圈资料永久变形的主要原因。
1)紧缩率和拉伸量与O形密封圈资料永久变形的联系
制造O形密封圈所用的各种配方的橡胶,在紧缩状态下都会产生紧缩应力松懈现象,此时,紧缩应力跟着时刻的增长而减小。运用时刻越长、紧缩率和拉伸量越大,则由橡胶应力松懈而产生的应力下降就越大,致使O形密封圈弹性不足,失掉密封才能。因而,在答应的运用条件下,设法下降紧缩率是可取的。添加O形密封圈的截面尺度是下降紧缩率最简单的办法,不过这会带来结构尺度的添加。
应该留意,人们在计算紧缩率时,往往疏忽了O形密封圈在装配时受拉伸而引起的截面高度的减小。O形密封圈截面面积的改变是与其周长的改变成反比的。一同,因为拉力的效果,O形密封圈的截面形状也会产生改变,就体现为其高度的减小。此外,在外表张力效果下,O形密封圈的外外表变得更平了,即截面高度略有减小。这也是O形密封圈紧缩应力松懈的一种体现。
O形密封圈截面变形的程度,还取决于O形密封圈原料的硬度。在拉伸量相同的情况下,硬度大的O形密封圈,其截面高度也减小较多,从这一点看,应该依照运用条件尽量选用低硬度的原料。在液体压力和张力的效果下,橡胶资料的O形密封圈也会逐步产生塑性变形,O形密封圈截面高度会相应减小,致使最终失掉密封才能。
2)温度与O形密封圈驰张进程的联系
运用温度是影响O形密封圈永久变形的另一个重要要素。高温会加速橡胶资料的老化。作业温度越高,O形密封圈的紧缩永久变形就越大。当永久变形大于40%时,O形密封圈就失掉了密封才能而产生走漏。因紧缩变形而在O形密封圈的橡胶资料中形成的初始应力值,将跟着O形密封圈的驰张进程和温度下降的效果而逐步下降致使消失。温度在零下作业的O形密封圈,O形密封圈初始紧缩或许因为温度的急剧下降而减小或彻底消失。在-50~-60℃的情况下,不耐低温的橡胶资料会彻底损失初始应力;即便耐低温的橡胶资料,此时的初始应力也不会大于20℃时初始应力的25%。这是因为O形密封圈的初始紧缩量取决于线胀系数。所以,选取初始紧缩量时,就有必要确保在因为驰张进程和温度下降而形成应力下降后仍有足够的密封才能。
温度在零下作业的O形密封圈,应特别留意橡胶资料的恢复指数和变形指数。
综上所述,在规划上应尽量确保O形密封圈具有适合的作业温度,或选用耐高、低温的O形密封圈资料,以延伸O形密封圈运用寿数。
3)介质作业压力与O形密封圈资料的永久变形
作业介质的压力是引起O形密封圈永久变形的主要要素。现代液压设备的作业压力正日益进步。长期的高压效果会使O形密封圈产生永久变形。因而,规划时应根据作业压力选用恰当的耐压橡胶资料。作业压力越高,所用资料的硬度和耐高压功能也应越高。
为了改进O形密封圈资料的耐压功能,添加资料的弹性(特别是添加资料在低温下的弹性)、下降O形密封圈资料的紧缩永久变形,一般需求改进资料的配方,参加增塑剂。可是,具有增塑剂的O形密封圈,长期在作业介质中浸泡,增塑剂会逐步被作业介质吸收,导致O形密封圈体积缩短,甚至或许使O形密封圈产生负紧缩(即在O形密封圈和被密封件的外表之间呈现空隙)。因而,在计算O形密封圈紧缩量和进行模具规划时,应充沛考虑到这些缩短量。应使限制出的O形密封圈在作业介质中浸泡5~10昼夜后仍能坚持必要的尺度。
O形密封圈资料的紧缩永久变形率与温度有关。当变形率在40%或更大时,即会呈现走漏,所以几种胶料的耐热性界限为:丁腈橡胶70℃,三元乙丙橡胶100℃,氟橡胶140℃。因而各国对O形圈的永久变形作了规则。中国规范橡胶资料的O形圈在不同温度下的尺度改变见表。同一资料的O形密封圈,在同一温度下,截面直径大的O形密封圈紧缩永久变形率较低。
在油中的情况就不同了。因为此时O形密封圈不与氧气触摸,所以上述不良反应大为减少。加之又一般会引起胶料有一定的胀大,所以因温度引起的紧缩永久变形率将被抵消。因而,在油中的耐热性大为进步。以丁腈橡胶为例,它的作业温度可达120℃或更高。
2、O形密封圈空隙咬伤
被密封的零件存在着几许精度(包括圆度、椭圆度、圆柱度、同轴度等)不良、零件之间不同心以及高压下内径胀大等现象,都会引起密封空隙的扩大和空隙挤呈现象的加重。O形密封圈的硬度对空隙挤呈现象也有明显的影响。液体或气体的压力越高,O形密封圈资料硬度越小,则O形密封圈的空隙挤呈现象越严重。
防止空隙咬伤的办法是,对O形密封圈的硬度和密封空隙加以严格的控制。选用硬度合适的密封资料控制O形密封圈空隙。常用的O形密封圈的硬度规模是HS60~90。低硬度者用于低压,高硬度者用于高压。
配用恰当的密封圈维护挡圈,是防止O形密封圈被挤入空隙的有效办法。
3、O形密封圈的歪曲现象
歪曲是指O形密封圈沿周向产生扭转的现象,歪曲现象一般产生在动密封状态。
O形密封圈假如装配的妥善,并且运用条件恰当,一般不大简单在往复在往复运动状态下产生滚动或歪曲,因为O形密封圈与沟槽的触摸面积大于在滑动外表上的冲突触摸面积,并且O形圈本身的抗拒才能原来就能阻挠歪曲。冲突力的分布也趋向坚持O形密封圈在其沟槽中静止不动,因为静冲突大于滑动冲突,并且沟槽外表的粗糙度一般不如滑动外表的粗糙度。
引起O形密封圈歪曲损害的原因很多,其中最主要的是因为活塞、活塞杆和缸筒的空隙不均匀、偏疼过大、O形密封圈断面直径不均匀等形成,因为形成O形密封圈在一周多受的冲突力不均匀,O形密封圈的某些部分冲突过大,产生歪曲。一般,断面尺度较小的O形密封圈,简单产生冲突不均匀。形成歪曲(运动用O形密封圈比固定用O形密封圈的断面直径大便是这个道理。)
别的,因为密封沟槽存在着同轴度偏差,密封高度不相等以及O形密封圈截面直径不均匀等现象,或许使得O形密封圈的一部分紧缩过大,另一部分过小或不受紧缩。当沟槽存在偏疼即同轴偏差大于O形密封圈的紧缩量时,密封会彻底失效。密封沟槽同轴度偏差大的另一个害处是使O形密封圈沿圆周紧缩不均。此外还有因为O形密封圈截面直径、原料硬度、光滑油膜厚度等的不均以及密封轴外表粗糙度等要素的影响,导致O形密封圈的一部分沿作业外表滑动,另一部分则产生滚动,从而形成O形密封圈的歪曲。运动用O形密封圈很简单因歪曲而损坏,这是密封设备产生损坏和走漏的重要原因。因而进步密封沟槽的加工精密度以及减小偏疼是确保O形圈具有可靠的密封性和寿数的重要要素。
设备密封圈不应是它处于歪曲状态。假如在设备时就被歪曲,则歪曲损害就会很快产生。在作业中,歪曲现象会将O形密封圈堵截,产生大量漏油,并且堵截的O形密封圈会混到液压体系的其他部位,形成重大事故。
为了防止O形密封圈的歪曲损害,在规划时应留意以下几点
1)O形密封圈设备沟槽的同心度大小,应从加工便利和不产生歪曲现象两个方面来考虑。
2)O形密封圈断面尺度应均匀,并且在每次设备时都应在密封部位充沛涂改光滑油或光滑脂。有时也可以选用渗透光滑油的毡圈式加油设备。
3)加大O形密封圈的截面直径,动密封用O形密封圈的截面直径一般应大于静密封用O形圈;此外,O形圈应防止用作大直径活塞的密封。
4)在低压下也产生O形密封圈歪曲损害时,可运用密封圈维护挡圈。
5)下降缸筒和活塞杆的外表粗糙度。
6)选用低冲突系数的资料制造O形密封圈。
7)可用不易产生歪曲现象的密封圈替代O形密封圈。
4、O形密封圈的磨粒磨损现象
当密封的空隙具有相对运动时,作业环境中的尘埃和沙粒等被粘附在活塞杆外表,并跟着活塞杆的往复运动与油膜一同被带入缸内,成为侵入O形密封圈外表的磨粒,加速O形密封圈的磨损,致使其失掉密封性。为了防止这种情况产生,在往复运动式密封设备的外伸轴端处有必要运用防尘。
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