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O型圈主要失效原因及预防措施

密封件厂家 告诉你O型圈失效的主要原因及预防措施


O形圈的设计和使用不当,会加速其损坏,失去密封功能。实验表明,只要合理规划密封装置的各个部件,简单增加压力,就不会损坏O形圈。在高压和高温条件下,O形环损坏的主要原因是O形环数据的永久变形和O形环挤压成密封空隙造成的空间咬合。第一个O形圈在运动中变形。


1。永久变形

58永久变形和弹性损失是O形圈失去密封功能的主要原因。以下是永久变形的主要原因。


制造O形圈所用的各种配合的胶,在紧压状态下都会发生紧压松驰现象,此时,紧压应力随时间的增加而减小。应用时间越长,收缩率和张力越大,由橡皮应力松弛引起的应力下降越大,导致缺乏弹性。城市的O型圈和密封能力的丧失。因此,建议在允许的使用条件下,尽量降低拧紧率。增加O形圈的横截面尺寸是降低收缩率的最简单方法,但也会增加结构尺寸。


应注意的是,在计算拧紧率时,人们往往忽略了设备中O形圈拉伸引起的截面高度减小。O型环截面面积的变化与其周长的变化成反比。同时,由于张力的作用,O形圈的截面形状也会发生变化,这表明O形圈的高度减小。另外,在外张力的作用下,O形圈的外观变平,即截面高度略有下降。这也是O形圈拧紧应力松弛的表现。


O形圈的横截面变形程度也取决于O形圈原材料的硬度。在相同的拉伸条件下,高硬度O形圈的截面高度大大降低。从这个角度来看,应根据应用条件,尽可能选择硬度较低的材料。在液体压力和张力的作用下,橡胶材料的O形圈逐渐发生塑性变形,其截面高度随之降低,最终导致密封能力的丧失。


_2)温度与O型环弛豫过程的关系

使用温度是影响O型环永久变形的另一个重要因素。高温会加速橡胶材料的老化。工作温度越高,O形圈的压缩永久变形越大。当永久变形超过40%时,O型圈失去密封能力,出现泄漏。随着O形圈的松弛过程和温度降的影响,O形圈压缩变形引起的初始应力值将逐渐减小,导致O形圈消失。由于温度急剧下降,在零下工作的O形圈的初拧可能会减少或完全消失。在-50~60℃的条件下,具有低温电阻的橡胶材料的初始应力将完全丧失;即使具有低温电阻的橡胶材料,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型环的初始收缩取决于关于线性膨胀系数。因此,在选择初始收缩率时,应确保在应力降低后,由于松弛过程和温度下降,仍有足够的密封能力。


对于温度低于零的O型圈,应特别注意橡胶数据的恢复指数和变形指数。


_3)工作压力和介质永久变形

工作介质压力是造成O型圈永久变形的主要因素。现代液压设备的工作压力与日俱增。长期的高压效应会导致O型圈永久变形。因此,在规划中应根据工作压力选择合适的耐压力橡胶数据。工作压力越高,所用材料的硬度和耐高压性越高。


_为了提高O型环数据的耐压性能,增加数据的弹性(尤其是低温下增加数据的弹性)和减少数据的压缩永久变形,通常需要改进数据的公式,添加增塑剂。但是,带增塑剂的O型圈长期浸泡在工作介质中后会逐渐被工作介质吸收,导致O型圈体积减小,甚至导致O型圈负收缩(即O型圈与密封件外表面之间有间隙)。因此,在计算O形圈收缩率和制定模具规划时,应充分考虑这些不足。O型圈在工作介质中浸泡5-10天10夜后,应保持在必要的刻度。


O型环数据的压缩永久变形率与温度有关。当变形率达到40%或以上时,会发生泄漏,因此几种橡胶化合物的耐热极限是:丁腈橡胶70C、乙丙二烯橡胶100C、氟橡胶140C。因此,许多国家对O型环的永久变形进行了规定。表中显示了中国橡胶数据中不同温度下O型圈的刻度变化。对于相同数据的O形圈,在相同温度下,大截面直径O形圈的压缩永久变形率较低。


石油的情况不同。由于此时O型环不被氧气接触,上述不良反应大大减少。此外,一般会使橡胶膨胀,从而抵消温度引起的收缩永久变形率。因此,油中的耐热性大大提高。以丁腈橡胶为例,其工作温度可达120℃以上。


2。空间咬合

O型圈的硬度也对空隙挤压现象有显著影响。液体或气体的压力越高,O型环数据的硬度越小,O型环的空隙挤压越严重。


防止空隙咬伤的方法是严格控制O型环的硬度和密封空隙。选择合适的硬度密封数据来控制空隙。常用的O形圈硬度等级为HS60-90。低压硬度低,高压硬度高。


采用合适的密封圈对扣环进行保护,是防止O形圈被挤压入空隙的有效方法。


三。扭曲

_畸变是指O形圈沿圆周扭曲的现象。在动态密封条件下,通常会发生变形。


如果正确装备和使用O型环,在往复运动中通常不容易滚动或变形,因为O型环和凹槽之间的接触面积大于滑动面上的冲突接触面积,并且O型环本身的阻力可以防止变形。由于静摩擦力大于滑动摩擦力,且槽面粗糙度一般不如滑动面粗糙度,因此摩擦力的分布往往使O形圈在槽内保持静止。


58.横截面尺寸较小的O型圈,一般在简单攻击中存在不均匀冲突。构成变形(这就是为什么运动用O形环的横截面直径大于固定O形环的横截面直径)。


否则,由于同轴度误差、密封高度不均、密封槽内O形圈横截面直径不均,会使O形圈的一部分过紧,另一部分过小或不过紧。当槽有偏移时,即同轴度误差大于O形圈收缩时,密封将完全失效。密封槽同轴度误差的另一个缺点是O形圈沿圆周压缩不均匀。另外,由于O形圈横截面直径、材料硬度、润滑油膜厚度不均和密封轴表面粗糙度的影响,O形圈一部分沿工作面滑动,另一部分滚动,造成O形圈变形。运动用O形圈容易变形损坏,是密封装置损坏和泄漏的重要原因。因此,提高密封槽的加工精度,减少偏移是保证O型圈密封可靠、寿命的重要因素。


设备密封圈不得变形。如果设备变形,变形的损坏会很快发生。在工作中,变形会堵塞O形圈并造成许多漏油,堵塞的O形圈会与液压系统的其他 密封件定制 部件混合,从而构成重大事故。


_为防止O型圈变形损坏,规划时应注意以下几点

_1)O型环设备的凹槽同心度应从加工方便和不变形两个方面考虑。

_2)O型圈截面尺寸应均匀,每台设备的密封部位应涂满润滑油或润滑脂。有时也可选用浸有润滑油的毡圈式加油设备。

_3)增加O型环的横截面直径。动密封用O形圈的横截面直径一般应大于静密封用O形圈的横截面直径。此外,应避免使用O形圈作为大直径活塞的密封件。

_4)当低压下发生变形损坏时,可以使用密封圈来保护扣环。

_5)降低气缸和活塞杆的表面粗糙度。

_6)选择冲突系数低的数据制作O型环。

_7)可以用不易变形的密封件替换O形圈。


4。磨粒磨损现象

橡胶密封件 间隙有相对运动时,工作环境中的灰尘和砂粒粘附在活塞杆的外侧,随着活塞杆和油膜的往复运动,进入气缸,成为磨料颗粒,侵入O形圈的外表面,加速了T形圈的磨损。密封圈,导致其失去密封性。为了避免这种情况的发生,在往复运动密封装置的延长轴端必须使用防尘圈。


5。滑动外观对O形圈的影响

滑动面粗糙度是影响O形圈表面冲突和磨损的直接因素。一般来说,表面亮度冲突和磨损较小,因此滑动表面的粗糙度值通常很低(Ra0.2-0.050um)。然而,实验表明,表面粗糙度过低(Ra小于0.050 um)会对摩擦和磨损产生不利影响。这是因为表面的轻微不平整可以保持必要的润滑油膜。因此,有必要选择合适的外观要求。


滑动面的原材料也会影响O型环的使用寿命。材料越硬,耐磨性越高,保持光亮的能力越好,O型圈的寿命越长。这也是液压缸活塞杆镀铬的一个重要原因。同样,可以解释,对于密封圈的冲突和磨损,粗糙度相同的铜和铝合金制成的滑动面比钢制成的滑动面更严重。低硬度、大收缩的密封圈不如高硬度、小收缩的密封圈耐用。


6。冲突力与O型环的使用

在动态密封设备中,冲突和磨损是影响O形圈损坏的重要因素。磨损程度主要取决于冲突的强度。当液体压力较小时,O型环的碰撞力大小取决于其预收缩。当工作流体处于压力下时,随着工作压力的增加,摩擦力增大。当工作压力小于20MPa时,其关系近似为线性。当压力大于20MPa时,随着压力的增加,O型圈和金属表面接触面积的增加也逐渐变慢,冲突力的增加也相应变慢。在正常情况下,O型环的使用寿命随液体压力的增加近似呈平方关系下降。


58853因为大多数O型环是由橡胶制成的,所以它们的导热性非常差。因此,热的冲突会导致橡胶老化,导致O型圈的有效性和破坏其密封功能。冲突也会损坏O形圈的外观,减少收缩量。严重的冲突会很快导致O形圈外观损坏和密封失效。当密封件用于气动往复运动时,摩擦热也会引起粘连,从而进一步增大摩擦力。


在运动密封件低速运动过程中,抗冲突性也是引起爬行的重要因素,影响了各部件和系统的工作性能。因此,冲突是运动密封的重要功能之一。冲突系数是冲突特征评价的目标之一。合成橡胶的冲突系数较大,因为密封件处于工作油或润滑剂参与的混合润滑状态,冲突系数一般在0.1以下。


7。焦耳热效应

橡胶数据的焦耳热效应是指拉伸过程中橡胶热冲击的缩短。在设备的O形圈中,为防止其在密封槽中运动,当其用作往复运动密封时,不受变形的影响,一般使其处于一定的张力状态。但如果采用这种设备方法进行旋转运动,会产生不良的结果。在旋转轴上被紧紧地吊起的O形圈,由于旋转运动产生的热冲突而缩短,从而增加了拧紧力。因此,摩擦热的缩短增加了摩擦热的紧力,这种反复循环极大地促进了橡胶的老化和磨损。


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