O形密封圈規(guī)劃、運用不當(dāng)會加速O形密封圈的損壞,損失密封功能。試驗標(biāo)明,如密封設(shè)備各部分規(guī)劃合理,單純地進(jìn)步壓力,并不會形成O形密封圈的破壞。在高壓、高溫的作業(yè)條件下,O形密封圈破壞的主要原因是O形密封圈資料的永久變形和O形密封圈被擠入密封空隙而引起的空隙咬傷一級O形密封圈在運動時呈現(xiàn)歪曲現(xiàn)象。
1、O形密封圈資料的永久變形
因為O形圈密封圈用的合成橡膠資料是歸于粘彈性資料,所以初期設(shè)定的壓緊量和回彈阻塞才能經(jīng)長期的運用,會產(chǎn)生永久變形而逐步損失,最終產(chǎn)生走漏。永久變形和彈力消失是O形密封圈失掉密封功能的主要原因,以下是形成O形密封圈資料永久變形的主要原因。
1)緊縮率和拉伸量與O形密封圈資料永久變形的聯(lián)系
制造O形密封圈所用的各種配方的橡膠,在緊縮狀態(tài)下都會產(chǎn)生緊縮應(yīng)力松懈現(xiàn)象,此時,緊縮應(yīng)力跟著時刻的增長而減小。運用時刻越長、緊縮率和拉伸量越大,則由橡膠應(yīng)力松懈而產(chǎn)生的應(yīng)力下降就越大,致使O形密封圈彈性不足,失掉密封才能。因而,在答應(yīng)的運用條件下,設(shè)法下降緊縮率是可取的。添加O形密封圈的截面尺度是下降緊縮率最簡單的辦法,不過這會帶來結(jié)構(gòu)尺度的添加。
應(yīng)該留意,人們在計算緊縮率時,往往疏忽了O形密封圈在裝配時受拉伸而引起的截面高度的減小。O形密封圈截面面積的改變是與其周長的改變成反比的。一同,因為拉力的效果,O形密封圈的截面形狀也會產(chǎn)生改變,就體現(xiàn)為其高度的減小。此外,在外表張力效果下,O形密封圈的外外表變得更平了,即截面高度略有減小。這也是O形密封圈緊縮應(yīng)力松懈的一種體現(xiàn)。
O形密封圈截面變形的程度,還取決于O形密封圈原料的硬度。在拉伸量相同的情況下,硬度大的O形密封圈,其截面高度也減小較多,從這一點看,應(yīng)該依照運用條件盡量選用低硬度的原料。在液體壓力和張力的效果下,橡膠資料的O形密封圈也會逐步產(chǎn)生塑性變形,O形密封圈截面高度會相應(yīng)減小,致使最終失掉密封才能。
2)溫度與O形密封圈馳張進(jìn)程的聯(lián)系
運用溫度是影響O形密封圈永久變形的另一個重要要素。高溫會加速橡膠資料的老化。作業(yè)溫度越高,O形密封圈的緊縮永久變形就越大。當(dāng)永久變形大于40%時,O形密封圈就失掉了密封才能而產(chǎn)生走漏。因緊縮變形而在O形密封圈的橡膠資料中形成的初始應(yīng)力值,將跟著O形密封圈的馳張進(jìn)程和溫度下降的效果而逐步下降致使消失。溫度在零下作業(yè)的O形密封圈,O形密封圈初始緊縮或許因為溫度的急劇下降而減小或徹底消失。在-50~-60℃的情況下,不耐低溫的橡膠資料會徹底損失初始應(yīng)力;即便耐低溫的橡膠資料,此時的初始應(yīng)力也不會大于20℃時初始應(yīng)力的25%。這是因為O形密封圈的初始緊縮量取決于線脹系數(shù)。所以,選取初始緊縮量時,就有必要確保在因為馳張進(jìn)程和溫度下降而形成應(yīng)力下降后仍有足夠的密封才能。
溫度在零下作業(yè)的O形密封圈,應(yīng)特別留意橡膠資料的恢復(fù)指數(shù)和變形指數(shù)。
綜上所述,在規(guī)劃上應(yīng)盡量確保O形密封圈具有適合的作業(yè)溫度,或選用耐高、低溫的O形密封圈資料,以延伸O形密封圈運用壽數(shù)。
3)介質(zhì)作業(yè)壓力與O形密封圈資料的永久變形
作業(yè)介質(zhì)的壓力是引起O形密封圈永久變形的主要要素?,F(xiàn)代液壓設(shè)備的作業(yè)壓力正日益進(jìn)步。長期的高壓效果會使O形密封圈產(chǎn)生永久變形。因而,規(guī)劃時應(yīng)根據(jù)作業(yè)壓力選用恰當(dāng)?shù)哪蛪合鹉z資料。作業(yè)壓力越高,所用資料的硬度和耐高壓功能也應(yīng)越高。
為了改進(jìn)O形密封圈資料的耐壓功能,添加資料的彈性(特別是添加資料在低溫下的彈性)、下降O形密封圈資料的緊縮永久變形,一般需求改進(jìn)資料的配方,參加增塑劑??墒牵哂性鏊軇┑腛形密封圈,長期在作業(yè)介質(zhì)中浸泡,增塑劑會逐步被作業(yè)介質(zhì)吸收,導(dǎo)致O形密封圈體積縮短,甚至或許使O形密封圈產(chǎn)生負(fù)緊縮(即在O形密封圈和被密封件的外表之間呈現(xiàn)空隙)。因而,在計算O形密封圈緊縮量和進(jìn)行模具規(guī)劃時,應(yīng)充沛考慮到這些縮短量。應(yīng)使限制出的O形密封圈在作業(yè)介質(zhì)中浸泡5~10晝夜后仍能堅持必要的尺度。
O形密封圈資料的緊縮永久變形率與溫度有關(guān)。當(dāng)變形率在40%或更大時,即會呈現(xiàn)走漏,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℃。因而各國對O形圈的永久變形作了規(guī)則。中國規(guī)范橡膠資料的O形圈在不同溫度下的尺度改變見表。同一資料的O形密封圈,在同一溫度下,截面直徑大的O形密封圈緊縮永久變形率較低。
在油中的情況就不同了。因為此時O形密封圈不與氧氣觸摸,所以上述不良反應(yīng)大為減少。加之又一般會引起膠料有一定的脹大,所以因溫度引起的緊縮永久變形率將被抵消。因而,在油中的耐熱性大為進(jìn)步。以丁腈橡膠為例,它的作業(yè)溫度可達(dá)120℃或更高。
2、O形密封圈空隙咬傷
被密封的零件存在著幾許精度(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內(nèi)徑脹大等現(xiàn)象,都會引起密封空隙的擴(kuò)大和空隙擠呈現(xiàn)象的加重。O形密封圈的硬度對空隙擠呈現(xiàn)象也有明顯的影響。液體或氣體的壓力越高,O形密封圈資料硬度越小,則O形密封圈的空隙擠呈現(xiàn)象越嚴(yán)重。
防止空隙咬傷的辦法是,對O形密封圈的硬度和密封空隙加以嚴(yán)格的控制。選用硬度合適的密封資料控制O形密封圈空隙。常用的O形密封圈的硬度規(guī)模是HS60~90。低硬度者用于低壓,高硬度者用于高壓。
配用恰當(dāng)?shù)拿芊馊S護(hù)擋圈,是防止O形密封圈被擠入空隙的有效辦法。
3、O形密封圈的歪曲現(xiàn)象
歪曲是指O形密封圈沿周向產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,歪曲現(xiàn)象一般產(chǎn)生在動密封狀態(tài)。
O形密封圈假如裝配的妥善,并且運用條件恰當(dāng),一般不大簡單在往復(fù)在往復(fù)運動狀態(tài)下產(chǎn)生滾動或歪曲,因為O形密封圈與溝槽的觸摸面積大于在滑動外表上的沖突觸摸面積,并且O形圈本身的抗拒才能原來就能阻撓歪曲。沖突力的分布也趨向堅持O形密封圈在其溝槽中靜止不動,因為靜沖突大于滑動沖突,并且溝槽外表的粗糙度一般不如滑動外表的粗糙度。
引起O形密封圈歪曲損害的原因很多,其中最主要的是因為活塞、活塞桿和缸筒的空隙不均勻、偏疼過大、O形密封圈斷面直徑不均勻等形成,因為形成O形密封圈在一周多受的沖突力不均勻,O形密封圈的某些部分沖突過大,產(chǎn)生歪曲。一般,斷面尺度較小的O形密封圈,簡單產(chǎn)生沖突不均勻。形成歪曲(運動用O形密封圈比固定用O形密封圈的斷面直徑大便是這個道理。)
別的,因為密封溝槽存在著同軸度偏差,密封高度不相等以及O形密封圈截面直徑不均勻等現(xiàn)象,或許使得O形密封圈的一部分緊縮過大,另一部分過小或不受緊縮。當(dāng)溝槽存在偏疼即同軸偏差大于O形密封圈的緊縮量時,密封會徹底失效。密封溝槽同軸度偏差大的另一個害處是使O形密封圈沿圓周緊縮不均。此外還有因為O形密封圈截面直徑、原料硬度、光滑油膜厚度等的不均以及密封軸外表粗糙度等要素的影響,導(dǎo)致O形密封圈的一部分沿作業(yè)外表滑動,另一部分則產(chǎn)生滾動,從而形成O形密封圈的歪曲。運動用O形密封圈很簡單因歪曲而損壞,這是密封設(shè)備產(chǎn)生損壞和走漏的重要原因。因而進(jìn)步密封溝槽的加工精密度以及減小偏疼是確保O形圈具有可靠的密封性和壽數(shù)的重要要素。
設(shè)備密封圈不應(yīng)是它處于歪曲狀態(tài)。假如在設(shè)備時就被歪曲,則歪曲損害就會很快產(chǎn)生。在作業(yè)中,歪曲現(xiàn)象會將O形密封圈堵截,產(chǎn)生大量漏油,并且堵截的O形密封圈會混到液壓體系的其他部位,形成重大事故。
為了防止O形密封圈的歪曲損害,在規(guī)劃時應(yīng)留意以下幾點
1)O形密封圈設(shè)備溝槽的同心度大小,應(yīng)從加工便利和不產(chǎn)生歪曲現(xiàn)象兩個方面來考慮。
2)O形密封圈斷面尺度應(yīng)均勻,并且在每次設(shè)備時都應(yīng)在密封部位充沛涂改光滑油或光滑脂。有時也可以選用滲透光滑油的氈圈式加油設(shè)備。
3)加大O形密封圈的截面直徑,動密封用O形密封圈的截面直徑一般應(yīng)大于靜密封用O形圈;此外,O形圈應(yīng)防止用作大直徑活塞的密封。
4)在低壓下也產(chǎn)生O形密封圈歪曲損害時,可運用密封圈維護(hù)擋圈。
5)下降缸筒和活塞桿的外表粗糙度。
6)選用低沖突系數(shù)的資料制造O形密封圈。
7)可用不易產(chǎn)生歪曲現(xiàn)象的密封圈替代O形密封圈。
4、O形密封圈的磨粒磨損現(xiàn)象
當(dāng)密封的空隙具有相對運動時,作業(yè)環(huán)境中的塵埃和沙粒等被粘附在活塞桿外表,并跟著活塞桿的往復(fù)運動與油膜一同被帶入缸內(nèi),成為侵入O形密封圈外表的磨粒,加速O形密封圈的磨損,致使其失掉密封性。為了防止這種情況產(chǎn)生,在往復(fù)運動式密封設(shè)備的外伸軸端處有必要運用防塵。
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