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O型密封圈的主要失效原因及其防治措施
來源:廣東楚越橡膠制品廠 發(fā)布時(shí)間:2017-07-04 點(diǎn)擊量:2001
O型密封圈的主要失效原因及其防治措施
O型圈設(shè)計(jì)、使用不當(dāng)會(huì)加速它的損壞,喪失密封性能。實(shí)驗(yàn)表明,如密封裝置各部分設(shè)計(jì)合理,單純地提高壓力,并不會(huì)造成O型圈的破壞。在高壓、高溫的工作條件下,O型圈破壞的主要原因是O型圈材料的永久變形和O型圈被擠入密封間隙而引起的間隙咬傷一級(jí)O型圈在運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象。
1、永久變形
由于O型圈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(zhǎng)時(shí)間的使用,會(huì)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(guān)系
制作O型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)力松弛現(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)力松弛而產(chǎn)生的應(yīng)力下降就越大,以致O型圈彈性不足,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型圈的截面尺寸是降低壓縮率最簡(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型圈在裝配時(shí)受拉伸而引起的截面高度的減小。O型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型圈截面變形的程度,還取決于O型圈材質(zhì)的硬度。在拉伸量相同的情況下,硬度大的O型圈,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,以致最后失去密封能力。
2)溫度與O型圈馳張過程的關(guān)系
使用溫度是影響O型圈永久變形的另一個(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型圈的壓縮永久變形就越大。當(dāng)永久變形大于40%時(shí),O型圈就失去了密封能力而發(fā)生泄漏。因壓縮變形而在O型圈的橡膠材料中形成的初始應(yīng)力值,將隨著O型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25%。這是因?yàn)镺型圈的初始?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。
溫度在零下工作的O型圈,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型圈具有適宜的工作溫度,或選用耐高、低溫的O型圈材料,以延長(zhǎng)使用壽命。
廣東楚越高分子材料有限公司專注于氟膠圈生產(chǎn)加工15年,廠家主營(yíng)氟膠圈,氟膠O型圈,氟橡膠密封圈,O型密封圈等橡膠制品,是一家經(jīng)驗(yàn)豐富的氟膠圈供應(yīng)商,可批發(fā)定制,免費(fèi)報(bào)價(jià):0769-82660062.
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