O形密封圈的密封原理

-.z.O形密封圈簡(jiǎn)稱O形圈，是一種截面為圓形的橡膠圈。O形密封圈是液壓、氣動(dòng)系統(tǒng)中使用最廣泛的一種密封件。O形圈有良好的密封性，既可用于靜密封，也可用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封中；不僅可單獨(dú)使用，而且是許多組合式密封裝置中的基本組成部分。它的適用圍很寬，如果材料選擇得當(dāng)，可以滿足各種運(yùn)動(dòng)條件的要求，工作壓力可從1.333×105Pa的真空到400MPa高壓；溫度圍可從-60℃到200℃。

與其它密封型式相比，O形密封圈具有以下特點(diǎn)：

1）結(jié)構(gòu)尺寸小，裝拆方便。

2）靜、動(dòng)密封均可使用，用作靜密封時(shí)幾乎沒(méi)有泄漏。

3）使用單件O形密封圈，有雙向密封作用。

4）動(dòng)摩擦阻力較小。

5）價(jià)格低廉。

O形密封圈是一種擠壓型密封，擠壓型密封的基本工作原理是依靠密封件發(fā)生彈性變形，在密封接觸面上造成接觸壓力，接觸壓力大于被密封介質(zhì)的壓，則不發(fā)生泄漏，反之則發(fā)生泄漏。在用于靜密封和動(dòng)密封時(shí)，密封接觸面接觸壓力產(chǎn)生原因和計(jì)算方法不盡相同，需分別說(shuō)明。

1、用于靜密封時(shí)的密封原理

在靜密封中以O(shè)形圈應(yīng)用最為廣泛。如果設(shè)計(jì)、使用正確，O形密封圈在靜密封中可以實(shí)現(xiàn)無(wú)泄漏的絕對(duì)密封。

O形密封圈裝入密封槽后，其截面承受接觸壓縮應(yīng)力而產(chǎn)生彈性變形。對(duì)接觸面產(chǎn)生一定的初始接觸壓力Po。即使沒(méi)有介質(zhì)壓力或者壓力很小，O形密封圈靠自身的彈性力作用而也能實(shí)現(xiàn)密封；當(dāng)容腔充入有壓力的介質(zhì)后，在介質(zhì)壓力的作用下，O形密封圈發(fā)生位移，移向低壓側(cè)，同時(shí)其彈性變形進(jìn)一步加大，填充和封閉間隙δ。此時(shí)，坐用于密封副偶合面的接觸壓力上升為Pm：

Pm=Po+Pp

式中Pp——經(jīng)O形圈傳給接觸面的接觸壓力（0.1MPa）

Pp=K·P

K——壓力傳遞系數(shù)，對(duì)于橡膠制O形密封圈K=1；

P——被密封液體的壓力（0.1MPa）。

從而大大增加了密封效果。由于一般K≥1，所以Pm＞P。由此可見(jiàn)，只要O形密封圈存在初始?jí)毫?，就能?shí)現(xiàn)無(wú)泄漏的絕對(duì)密封。這種靠介質(zhì)本身壓力來(lái)改變O形密封圈接觸狀態(tài)，使之實(shí)現(xiàn)密封的性質(zhì)，稱為自封作用。

理論上，壓縮變形即使為零，在油壓力下也能密封，但實(shí)際上O形密封圈安裝時(shí)可能會(huì)有偏心。所以，O形圈裝入密封溝槽后，其斷面一般受到7%—30%的壓縮變形。靜密封取較大的壓縮率值，動(dòng)密封取較小的壓縮率值。這是因?yàn)楹铣上鹉z在低溫下要壓縮，所以靜密封O形圈的預(yù)壓縮量應(yīng)考慮補(bǔ)償它的低溫收縮量。

2、用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封時(shí)的密封原理

在液壓轉(zhuǎn)動(dòng)、氣動(dòng)元件與系統(tǒng)中，往復(fù)動(dòng)密封是一種最常見(jiàn)的密封要求。動(dòng)力缸活塞與缸體、活塞干預(yù)缸蓋以及各類滑閥上都用到往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封?？p隙由圓柱桿與圓柱孔形成，桿在圓柱孔軸向運(yùn)動(dòng)。密封作用限制流體的軸向泄漏。用作往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封時(shí)，O形圈的預(yù)密封效果和自密封作用與靜密封一樣，并且由于O形圈自身的彈力，而具有磨損后自動(dòng)補(bǔ)償?shù)哪芰?。但由于液體介質(zhì)密封時(shí)，由于桿運(yùn)動(dòng)速度、液體的壓力、粘度的作用，情況比靜密封復(fù)雜。

當(dāng)液體在壓力作用下，液體分子與金屬表面互相作用，油液中所含的“極性分子”在金屬表面上緊密而整齊的排列，沿滑移面與密封件間形成一個(gè)強(qiáng)固的邊界層油膜，并且對(duì)滑移面產(chǎn)生極大的附著力。該液體薄膜始終存在于密封件與往復(fù)運(yùn)動(dòng)面之間，它亦起一定的密封作用，并且對(duì)運(yùn)動(dòng)密封面的潤(rùn)滑是非常重要的。但是對(duì)泄漏來(lái)講是有害的。但往復(fù)運(yùn)動(dòng)的軸向外拖出時(shí)，軸上的液體薄膜便與軸一起拉出，由于密封件的“擦拭”作用，當(dāng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的軸縮回時(shí)，該液體薄膜便被密封元件阻留在外面。隨著往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程次數(shù)增多，阻留在外面的液體就越多，最后形成油滴，這就是往復(fù)運(yùn)動(dòng)式密封裝置的泄漏。由于液壓油的粘度隨著溫度的升高而降低，油膜厚度相應(yīng)減小，所以液壓設(shè)備在低溫下啟動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)的泄漏較大，隨著運(yùn)動(dòng)過(guò)程中因各種損失引起溫度升高，泄漏量有逐漸降低的趨勢(shì)。

O形圈作為往復(fù)式密封，結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小，可以降低元件價(jià)格。主要用在：

1）低壓液壓元件中，一般限于短行程和10MPa左右的中等壓力。

2）小直徑、短行程以及中等壓力的液壓滑閥中。

3）氣動(dòng)滑閥和氣動(dòng)缸中。

4）作為組合式往復(fù)動(dòng)密封裝置中的彈性體。

O形圈作為往復(fù)動(dòng)密封最適合小直徑、短行程、中低壓力的應(yīng)用場(chǎng)合，氣動(dòng)缸、氣動(dòng)滑閥等往復(fù)運(yùn)動(dòng)元件中。在液壓元件中，用O形圈作主要?jiǎng)用芊猓话阆抻诙绦谐毯?0MPa左右的中低壓力。O形圈不適合用作速度非常低的往復(fù)動(dòng)密封和單獨(dú)作為高壓往復(fù)動(dòng)密封。這主要是因?yàn)樵谶@種條件下摩擦較大，會(huì)導(dǎo)致密封過(guò)早失效。在任何型式應(yīng)用中，都要根據(jù)密封件的額定數(shù)據(jù)或能力來(lái)使用，并且要裝配得當(dāng)，才能得到滿意的性能。

3、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用密封

在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)密封中，通常采用油封和機(jī)械密封。但是油封的使用壓力較低，而且與O形圈相比，顯得過(guò)大和復(fù)雜，工藝性也差。機(jī)械密封雖然可用于高壓（40MPa）、高速（50m/s）及高溫（400℃一、O型圈概述

O型圈(O-rings)是一種截面為圓形的橡膠密封圈，因其截面為O型，故稱其為O型密封圈，也叫O型圈。其材料主要為丁睛橡膠或氟橡膠。O型密封圈是液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中使用最廣泛的一種密封件。它主要用于靜密封和往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封。其使用速度圍一般為0.005～0.3m/s。用于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)密封時(shí)，僅限于低速回轉(zhuǎn)密封裝置。如液壓挖掘機(jī)的中央回轉(zhuǎn)接頭的分配閥動(dòng)密封機(jī)構(gòu)。一般O形密封圈在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)密封裝置中使用較少。O形密封圈一般安裝在外圓或圓上截面為矩形的溝槽起密封作用O型密封圈與其他型式密封圈比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）結(jié)構(gòu)小巧，裝拆方便；

2）靜、動(dòng)密封均可使用；

3）動(dòng)摩擦阻力比較??；

4）使用單件O形密封圈，可對(duì)兩個(gè)方向起密封作用；

5）價(jià)格低廉。

二、O型圈的標(biāo)記

O型圈規(guī)格標(biāo)記方法為：徑Фi×線徑d，比如：O形圈20*2.4，Ⅱ-2GB1235-76中，20代表大圈徑為20毫米，2.4代表膠圈的截面直徑是2.4毫米，Ⅱ-2代表使用的橡膠種類，GB1235代表的是標(biāo)準(zhǔn)號(hào)，76代表的是標(biāo)準(zhǔn)公布年代。

三、O型圈的應(yīng)用

O型密封圈主要用于靜密封和往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封。用于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)密封時(shí)，僅限于低速回轉(zhuǎn)密封裝置。O型密封圈一般安裝在外圓或圓上截面為矩形的溝槽起密封作用。

O型密封圈在耐油、酸堿、磨、化學(xué)侵蝕等環(huán)境依然起到良好密封、減震作用

在機(jī)床、船舶、汽車、航空航天設(shè)備、冶金機(jī)械、化工機(jī)械、工程機(jī)械、建筑機(jī)械、礦山機(jī)械、石油機(jī)械、塑料機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、以及各類儀器儀表上，大量應(yīng)用著各種類型的密封元件。同其它密封元件相比，O形密封圈有著廣泛的優(yōu)勢(shì)：

--適合多種密封形式：靜態(tài)密封、動(dòng)態(tài)密封

適合各種用途材料，尺寸和溝槽都已標(biāo)準(zhǔn)化，互換性強(qiáng)

--適合多種運(yùn)動(dòng)方式：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)或組合運(yùn)動(dòng)（例如旋轉(zhuǎn)往復(fù)組合運(yùn)動(dòng)）

--適合多種不同的密封介質(zhì)：油、水、氣、化學(xué)介質(zhì)或其它混合介質(zhì)

通過(guò)選用合適的橡膠材料和適當(dāng)?shù)呐浞皆O(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)油、水、空氣、煤氣及各種化學(xué)介質(zhì)有效的密封作用。溫度使用圍廣（－60℃～＋220℃），固定使用時(shí)壓力可達(dá)1500Kg/cm2(與補(bǔ)強(qiáng)環(huán)并用)。

--設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單

O形圈斷面結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單，且有自密封作用，密封性能可靠。

--安裝方便

由于O形圈本身及安裝部位結(jié)構(gòu)都極其簡(jiǎn)單，且已形成標(biāo)準(zhǔn)化，因此安裝更換都非常容易。

--成本低廉

--材料品種多

可以根據(jù)不同的流體進(jìn)行選擇：有丁腈橡膠（NRB）、氟橡膠（FKM）、硅橡膠（VMQ）、乙丙橡膠（EPDM）、氯丁橡膠（CR）、丁基橡膠（BU）、聚四氟乙烯（PTFE）、天然橡膠（NR）等

O型圈材質(zhì)分類對(duì)照及優(yōu)缺點(diǎn)：

1,天然橡膠NR

(NaturalRubber)由橡膠樹(shù)采集膠乳制成，是異戊二烯的聚合物。具有很好的耐磨性、很高的彈性、扯斷強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率。在空氣中易老化，遇熱變黏，在礦物油或汽油中易膨脹和溶解，耐堿但不耐強(qiáng)酸。?是制作膠帶、膠管、膠鞋的原料，并適用于制作減震零件、在汽車剎車油、乙醇等帶氫氧根的液體中使用的制品。

2,丁苯膠SBR

(StyreneButadieneCopolyme)丁二烯與苯乙烯之共聚合物，與天然膠比較，質(zhì)量均勻，異物少，但機(jī)械強(qiáng)度則較弱，可與天然膠摻合使用。

優(yōu)點(diǎn)：

?低成本的非抗油性材質(zhì)

?良好的抗水性，硬度70以下具良好彈力

?高硬度時(shí)具較差的壓縮歪

?可使用大部份中性的化學(xué)物質(zhì)及干性、滋性的有機(jī)酮

缺點(diǎn)：

?不建議使用強(qiáng)酸、臭氧、油類、油酯和脂肪及大部份的碳?xì)浠衔镏小?廣用于輪胎業(yè)、鞋業(yè)、"布業(yè)及輸送帶行業(yè)等。

丁基橡膠IIR

(ButylRubber)為異丁烯與少量isoprenes聚合而成，保有少量不飽合基供加硫用，因甲基的立體障礙分子的運(yùn)動(dòng)比其它聚合物少，故氣體透過(guò)性較少，對(duì)熱、日光、臭氧之抵抗性大，電器絕緣性佳；對(duì)極性溶劑如醇、酮、酯等抵抗大，一般使用溫度圍為-54~110℃。

優(yōu)點(diǎn)：

?對(duì)大部份一般氣體具不滲透性

?對(duì)及臭氧具良好的抵抗性

?可暴露于動(dòng)物或植物油或是可氧化的化學(xué)物中

缺點(diǎn)：

?不建義與石油溶劑，膠煤油和芳?xì)渫瑫r(shí)使用。?用于制作耐化學(xué)藥品、真空設(shè)備的橡膠零件。

3,氫化丁睛膠HNBR

(HydrogenateNitrile)氫化丁睛膠為丁睛膠中經(jīng)由氫化后去除部份雙鏈，經(jīng)氫化后其耐溫性、耐候性比一般丁睛橡膠提高很多，耐油性與一般丁睛膠相近。一般使用溫度圍為-25~150℃。

優(yōu)點(diǎn)：

?較丁睛膠擁有較佳的抗磨性

?具極佳的抗蝕、抗、抗撕和壓縮歪的特性

?在臭氧、及其它的大氣狀況下具良好的抵抗性

?一般來(lái)說(shuō)適用于洗衣或洗碗的清洗劑中

缺點(diǎn)：

?不建議使用于醇類，酯類或是芳香族的溶液之中。?空調(diào)制冷業(yè)，廣泛用于環(huán)保冷媒R134a系統(tǒng)中的密封件。

?汽車發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)密封件。

4,乙丙膠EPDM

(EthylenepropyleneRubber)由乙烯及丙烯共聚合而成主鏈不合雙鏈，因此耐熱性、耐老化性、耐臭氧性、安定性均非常優(yōu)秀，但無(wú)法硫磺加硫。為解決此問(wèn)題，在EP主鏈上導(dǎo)入少量有雙鏈之第三成份而可硫磺加硫即成EPDM，一般使用溫度圍為-50~150℃。對(duì)極性溶劑如醇、酮、乙二醇及磷酸脂類液壓油抵抗性極佳。

優(yōu)點(diǎn)：

?具良好抗候性及抗臭氧性

?具極佳的抗水性及抗化學(xué)物

?可使用醇類及酮類

?耐高溫蒸氣，對(duì)氣體具良好的不滲透性

缺點(diǎn)：

?不建議用于食品用途或是暴露于芳香氫之中。?高溫水蒸汽環(huán)境之密封件。

?衛(wèi)浴設(shè)備密封件或零件。

?制動(dòng)(剎車)系統(tǒng)中的橡膠零件。

?散熱器(汽車水箱)中的密封件。

5,丁睛膠NBR

(NitrileRubber)由丙烯睛與丁二烯共聚合而成，丙烯睛含量由18%~50%，丙烯睛含量愈高，對(duì)石化油品碳?xì)淙剂嫌椭挚剐杂?，但低溫性能則變差，一般使用溫度圍為-25~100℃。丁睛膠為目前油封及O型圈最常用之橡膠之一。

優(yōu)點(diǎn)：

?具良好的抗油、抗水、抗溶劑及抗高壓油的特性。

?具良好的壓縮歪，抗磨及伸長(zhǎng)力。

缺點(diǎn)：

?不適合用于極性溶劑之中，例如酮類、臭氧、硝基烴，MEK和氯仿。?用于制作燃油箱、潤(rùn)滑油箱以及在石油系液壓油、汽油、水、硅潤(rùn)滑脂、硅油、二酯系潤(rùn)滑油、甘醇系液壓油等流體介質(zhì)中使用的橡膠零件，特別是密封零件。可說(shuō)是目前用途最廣、成本最低的橡膠密封件。

6,氯丁膠CR

(Neoprene、Polychloroprene)由氯丁烯單體聚合而成。硫化后的橡膠彈性耐磨性好，不怕的直接照射，有特別好的耐大氣老化性能，不怕激烈的扭曲，不怕二氯二氟甲烷和氨等制冷劑，耐稀酸、耐硅酯系潤(rùn)滑油，但不耐磷酸酯系液壓油。在低溫時(shí)易結(jié)晶、硬化，貯存穩(wěn)定性差，在苯胺點(diǎn)低的礦物油中膨脹量大。一般使用溫度圍為-50~150℃

優(yōu)點(diǎn)：

?彈性良好及具良好的壓縮變形。

?配方不含硫磺因此非常容易來(lái)制作

?具抗動(dòng)物及植物油的特性

?不會(huì)因中性化學(xué)物，酯肪、油脂、多種油品，溶劑而影響物性

?具防燃特性

缺點(diǎn)：

?不建議使用強(qiáng)酸、硝基烴、酯類、氯仿及酮類的化學(xué)物之中。?耐R12制冷劑的密封件。?家電用品上的橡膠零件或密封件。

?適合用來(lái)制作各種直接接觸大氣、、臭氧的零件。

?適用于各種耐燃、耐化學(xué)腐蝕的橡膠制品。

7,氯磺化聚乙烯膠CSM

(Hypalon、Polyethylene)氯磺化聚乙烯為杜邦公司專利的合成橡膠。耐熱性、耐候性、耐臭氧性均佳；耐酸性也佳，常用于耐氧化性藥品(硝酸、硫酸)之處，一般使用溫度圍為-45~120℃。

優(yōu)點(diǎn)：

?對(duì)臭氧、氧化及火焰都有不錯(cuò)的抵抗性

?物性和氯丁膠相似且擁有較佳的抗酸性

?極佳的抗磨蝕性

?擁有和丁睛膠相同的低磨擦表面

?對(duì)于油劑及溶劑的抵抗性介于丁睛膠及氯丁膠之間

?建議使用水中來(lái)防滲漏

缺點(diǎn)：

?不建議暴露于濃縮的氧化酸、硝基烴、酯類、酮類及芬香氫。

8,硅橡膠SI

(SiliconeRubber)硅膠主鏈由硅(-si-o-si)結(jié)合而成。具有極佳的耐熱、耐寒、耐臭氧、耐大氣老化。有很好的電絕緣性能?？估?qiáng)度較一般橡膠差且不具耐油性。優(yōu)點(diǎn)：

?經(jīng)調(diào)制配方后抗強(qiáng)度可達(dá)1500PSI及抗撕裂性可達(dá)88LBS

?彈性良好及具有良好的壓縮歪

?對(duì)中性溶劑具有良好的抵抗性

?具極佳的抗熱性

?具極佳的抗寒性

?對(duì)于臭氧及氧化物的侵蝕具極佳的抵抗性

?極佳的電絕緣性能

?隔熱、散熱性佳

缺點(diǎn)：

?不建議使用于大部份濃縮的溶劑、油品、濃縮酸及經(jīng)稀釋后的氫氧化鈉之中。?家用電器行業(yè)所使用的密封件或橡膠零件，如電熱壺、電燙斗、微波爐的橡膠零件。

?電子行業(yè)的密封件或橡膠零件，如手機(jī)按鍵、DVD的減震墊、電纜線接頭的密封件等。

?與人體有接觸的各式用品上的密封件，如水壺、飲水機(jī)等。

9,硅氟橡膠FLS

(FluorinatedSiliconeRubber)硅氟橡膠為硅橡膠經(jīng)氟化處理，其一般性能兼具有氟橡膠及硅橡膠的優(yōu)點(diǎn)；其耐油、耐溶劑、耐燃料油及耐高低溫性均佳，一般使用溫度為-50~200℃。

優(yōu)點(diǎn)：

?適用于特別用途，如要求能抗含氧的化學(xué)物、含芳香氫的溶劑及含氯的溶劑的侵蝕。

缺點(diǎn)：

?不建議暴露于煞車油，酮類及胼的溶液中?太空機(jī)件上。

10,氟橡膠FPM

(FluoroCarbonRubber)分子含氟之橡膠，依氟含量(即單體構(gòu)造)而有各種類型。目前廣用的六氟化系氟橡膠最早由杜邦公司以”Viton”商品名上市。耐高溫性優(yōu)于硅橡膠，有極佳的耐化學(xué)性、耐大部分油及溶劑(酮、酯類除外)、耐候性及耐臭氧性；耐寒性則較不良，一般使用溫度圍為-20~250℃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(guò)這會(huì)帶來(lái)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型圈馳過(guò)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型圈的馳過(guò)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。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型圈永久變形的主要因素?，F(xiàn)代液壓設(shè)備的工作壓力正日益提高。長(zhǎng)時(shí)間的高壓作用會(huì)使O型圈發(fā)生永久變形。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)工作壓力選用適當(dāng)?shù)哪蛪合鹉z材料。工作壓力越高，所用材料的硬度和耐高壓性能也應(yīng)越高。為了改善O型圈材料的耐壓性能，增加材料的彈性（特別是增加材料在低溫下的彈性）、降低材料的壓縮永久變形，一般需要改進(jìn)材料的配方，加入增塑劑。但是，具有增塑劑的O密封形圈，長(zhǎng)時(shí)間在工作介質(zhì)中浸泡，增塑劑會(huì)逐漸被工作介質(zhì)吸收，導(dǎo)致O型密封圈體積收縮，甚至可能使O型密封圈產(chǎn)生負(fù)壓縮（即在O型密封圈和被密封件的表面之間出現(xiàn)間隙）。因此，在計(jì)算O型密封圈壓縮量和進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮到這些收縮量。應(yīng)使壓制出的O型密封圈在工作介質(zhì)中浸泡5~10晝夜后仍能保持必要的尺寸。O型圈材料的壓縮永久變形率與溫度有關(guān)。當(dāng)變形率在40%或更大時(shí)，即會(huì)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℃，氟橡膠在油中的情況就不同了。由于此時(shí)O型圈不與氧氣接觸，所以上述不良反應(yīng)大為減少。加之又通常會(huì)引起膠料有一定的膨脹，所以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(dá)120℃2、

間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徑脹大等現(xiàn)象，都會(huì)引起密封間隙的擴(kuò)大和間隙擠出現(xiàn)象的加劇。O型圈的硬度對(duì)間隙擠出現(xiàn)象也有明顯的影響。液體或氣體的壓力越高，O型圈材料硬度越小，則O型圈的間隙擠出現(xiàn)象越嚴(yán)重。防止間隙咬傷的措施是，對(duì)O型密封圈的硬度和密封間隙加以嚴(yán)格的控制。選用硬度合適的密封材料控制間隙。常用的O型圈的硬度圍是HS60~90。低硬度者用于低壓，高硬度者用于高壓。配用適當(dāng)?shù)拿芊馊ΡＷo(hù)擋圈，是防止O型圈被擠入間隙的有效方法。

3、

扭曲現(xiàn)象扭曲是指O型圈沿周向發(fā)生扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，扭曲現(xiàn)象一般發(fā)生在動(dòng)密封狀態(tài)。O型圈如果裝配的妥善，并且使用條件適當(dāng)，一般不大容易在往復(fù)在往復(fù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下產(chǎn)生滾動(dòng)或扭曲，因?yàn)镺型圈與溝槽的接觸面積大于在滑動(dòng)表面上的摩擦接觸面積，而且O型圈本身的抗拒能力原來(lái)就能阻止扭曲。摩擦力的分布也趨向保持O型圈在其溝槽中靜止不動(dòng)，因?yàn)殪o摩擦大于滑動(dòng)摩擦，而且溝槽表面的粗糙度一般不如滑動(dòng)表面的粗糙度。引起扭曲損傷的原因很多，其中最主要的是由于活塞、活塞桿和缸筒的間隙不均勻、偏心過(guò)大、O型圈斷面直徑不均勻等造成，由于造成O型圈在一周多受的摩擦力不均勻，O型圈的*些部分摩擦過(guò)大，發(fā)生扭曲。通常，斷面尺寸較小的O型圈，容易產(chǎn)生摩擦不均勻。造成扭曲（運(yùn)動(dòng)用O型圈比固定用O型圈的斷面直徑大就是這個(gè)道理。）另外，由于密封溝槽存在著同軸度偏差，密封高度不相等以及O型圈截面直徑不均勻等現(xiàn)象，可能使得O型圈的一部分壓縮過(guò)大，另一部分過(guò)小或不受壓縮。當(dāng)溝槽存在偏心即同軸偏差大于O型圈的壓縮量時(shí)，密封會(huì)完全失效。密封溝槽同軸度偏差大的另一個(gè)害處是使O型密封圈沿圓周壓縮不均。此外還有由于O型圈截面直徑、材質(zhì)硬度、潤(rùn)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，導(dǎo)致O型圈的一部分沿工作表面滑動(dòng)，另一部分則發(fā)生滾動(dòng)，從而造成O型圈的扭曲。運(yùn)動(dòng)用O型圈很容易因扭曲而損壞，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密度以及減小偏心是保證O型圈具有可靠的密封性和壽命的重要因素。安裝密封圈不應(yīng)是它處于扭曲狀態(tài)。假如在安裝時(shí)就被扭曲，則扭曲損傷就會(huì)很快發(fā)生。在工作中，扭曲現(xiàn)象會(huì)將O型圈切斷，產(chǎn)生大量漏油，而且切斷的O型圈會(huì)混到液壓系統(tǒng)的其他部位，造成重大事故。為了防止O型圈的扭曲損傷，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)1）O型圈安裝溝槽的同心度大小，應(yīng)從加工方便和不產(chǎn)生扭曲現(xiàn)象兩個(gè)方面來(lái)考慮。2）O型圈斷面尺寸應(yīng)均勻，并且在每次安裝時(shí)都應(yīng)在密封部位充分涂抹潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂。有時(shí)也可以采用浸透潤(rùn)滑油的氈圈式加油裝置。3）加大O型圈的截面直徑，動(dòng)密封用O型密封圈的截面直徑一般應(yīng)大于靜密封用O型圈；此外，O型圈應(yīng)避免用作大直徑活塞的密封。4）在低壓下也產(chǎn)生扭曲損傷時(shí)，可使用密封圈保護(hù)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)的材料制作O型密封圈。7）可用不易產(chǎn)生扭曲現(xiàn)象的密封圈代替O型圈。4、

磨粒磨損現(xiàn)象當(dāng)密封的間隙具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，工作環(huán)境中的灰塵和沙粒等被粘附在活塞桿表面，并隨著活塞桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與油膜一起被帶入缸，成為侵入O型密封圈表面的磨粒，加速O型圈的磨損，以致其失去密封性。為了避免這種情況發(fā)生，在往復(fù)運(yùn)動(dòng)式密封裝置的外伸軸端處必須使用防塵圈。5、

滑動(dòng)表面對(duì)O型圈的影響滑動(dòng)表面的粗糙度是影響O型圈表面摩擦與磨損的直接因素。一般地