O形圈設計、使用及永久變形的主要原因
O形圈設計、使用不當會加速它的損壞,喪失密封性能。實驗表明,如密封裝置各部分設計合理,單純地提高壓力,并不會造成O形圈的破壞。在高壓、高溫的工作條件下,O形圈破壞的主要原因是O形圈材料的永久變形和O形圈被擠入密封間隙而引起的間隙咬傷,O形圈在運動時出現扭曲現象。
O型圈永久變形的主要原因
由于O形圈密封圈用的合成橡膠材料是屬于粘彈性材料,所以初期設定的壓緊量和回彈堵塞能力經長時間的使用,會產生永久變形而逐漸喪失,最終發生泄漏。永久變形和彈力消失是O形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系
2)溫度與O形圈馳張過程的關系
3)介質工作壓力與永久變形
O形圈材料的壓縮永久變形率與溫度有關。當變形率在40%或更大時,即會出現泄漏,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140℃。因此各國對O形圈的永久變形作了規定。中國標準橡膠材料的O形圈在不同溫度下的尺寸變化見表。同一材料的O形圈,在同一溫度下,截面直徑大的O形圈壓縮永久變形率較低。 在油中的情況就不同了。由于此時O形圈不與氧氣接觸,般發生在動密封狀態。 O形圈如果裝配的妥善,并且使用條件適當,一般不大容易在往復運動狀態下產生滾動或扭曲,因為O形圈與溝槽的接觸面積大于在滑動表面上的摩擦接觸面積,而且O形圈本身的抗拒能力原來就能阻止扭曲。摩擦力的分布也趨向保持O形圈在其溝槽中靜止不動,因為靜摩擦大于滑動摩擦,而且溝槽表面的粗糙度一般不如滑動表面的粗糙度。
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