橡膠O形圈運(yùn)用不當(dāng)會(huì)加快損壞其密封功能 |
| 發(fā)布者：寧波圈威密封工業(yè)有限公司 發(fā)布時(shí)間：2020-5-8 12:22:45 點(diǎn)擊次數(shù)：630 關(guān)閉 |
| 橡膠O形圈規(guī)劃、運(yùn)用不當(dāng)會(huì)加快它的損壞，損失密封功能。實(shí)驗(yàn)標(biāo)明，如密封設(shè)備各有些規(guī)劃合理，單純地進(jìn)步壓力，并不會(huì)形成O形圈的損壞。在高壓、高溫的作業(yè)條件下，O形圈損壞的首要緣由是O形圈資料的持久變形和O形圈被擠入密封空隙而致使的空隙咬傷，O形圈在運(yùn)動(dòng)時(shí)呈現(xiàn)歪曲表象。 1、持久變形 因?yàn)镺形圈密封圈用的組成橡膠資料是歸于粘彈性資料，所以前期設(shè)定的壓緊量和回彈阻塞才能經(jīng)長(zhǎng)期的運(yùn)用，會(huì)發(fā)作持久變形而逐步損失，結(jié)尾發(fā)作走漏。持久變形和彈力不見(jiàn)是O形圈失掉密封功能的首要緣由，以下是形成持久變形的首要緣由。 1）緊縮率和拉伸量與持久變形的聯(lián)系 制造O形圈所用的各種配方的橡膠，在緊縮狀況下都會(huì)發(fā)作緊縮應(yīng)力松懈表象，此刻，緊縮應(yīng)力跟著時(shí)刻的添加而減小。運(yùn)用時(shí)刻越長(zhǎng)、緊縮率和拉伸量越大，則由橡膠應(yīng)力松懈而發(fā)作的應(yīng)力下降就越大，致使O形圈彈性不足，失掉密封才能。因而，在答應(yīng)的運(yùn)用條件下，設(shè)法下降緊縮率是可取的。添加O形圈的截面尺度是下降緊縮率最簡(jiǎn)略的辦法，不過(guò)這會(huì)帶來(lái)布局尺度的添加。 大概留意，大家在核算緊縮率時(shí)，通常疏忽了O形圈在設(shè)備時(shí)受拉伸而致使的截面高度的減小。O形圈截面面積的改變是與其周長(zhǎng)的改變成反比的。一同，因?yàn)槔Φ男Ч琌形圈的截面形狀也會(huì)發(fā)作改變，就體現(xiàn)為其高度的減小。此外，在外表張力效果下，橡膠O形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)。 橡膠O形圈截面變形的程度，還取決于O形圈原料的硬度。在拉伸量一樣的狀況下，硬度大的O形圈，其截面高度也減小較多，從這一點(diǎn)看，大概依照運(yùn)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(huì)逐步發(fā)作塑性變形，其截面高度會(huì)相應(yīng)減小，致使最后失掉密封才能。 2）溫度與O形圈馳張進(jìn)程的聯(lián)系 運(yùn)用溫度是影響橡膠O形圈持久變形的另一個(gè)重要要素。高溫會(huì)加快橡膠資料的老化。作業(yè)溫度越高，O形圈的緊縮持久變形就越大。當(dāng)持久變形大于40%時(shí)，O形圈就失掉了密封才能而發(fā)作走漏。因緊縮變形而在O形圈的橡膠資料中形成的初始應(yīng)力值，將跟著O形圈的馳張進(jìn)程和溫度下降的效果而逐步下降致使不見(jiàn)。溫度在零下作業(yè)的O形圈，其初始緊縮能夠因?yàn)闇囟鹊募眲∠陆刀鴾p小或徹底不見(jiàn)。在-50~-60℃的狀況下，不耐低溫的橡膠資料會(huì)徹底損失初始應(yīng)力；即便耐低溫的橡膠資料，此刻的初始應(yīng)力也不會(huì)大于20℃時(shí)初始應(yīng)力的25%。這是因?yàn)镺形圈的初始緊縮量取決于線脹系數(shù)。所以，挑選初始緊縮量時(shí)，就必須確保在因?yàn)轳Y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形圈,應(yīng)特別留意橡膠資料的康復(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形圈具有適合的作業(yè)溫度，或選用耐高、低溫的O形圈資料，以延長(zhǎng)運(yùn)用壽數(shù)。 3）介質(zhì)作業(yè)壓力與持久變形 作業(yè)介質(zhì)的壓力是致使O形圈持久變形的首要要素�，F(xiàn)代液壓設(shè)備的作業(yè)壓力正日益進(jìn)步。長(zhǎng)期的高壓效果會(huì)使O形圈發(fā)作持久變形。因而，規(guī)劃時(shí)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）、下降資料的緊縮持久變形，通常需要改進(jìn)資料的配方，參加增塑劑。可是，具有增塑劑的O密封形圈，長(zhǎng)期在作業(yè)介質(zhì)中浸泡，增塑劑會(huì)逐步被作業(yè)介質(zhì)吸收，致使O形密封圈體積縮短，甚至能夠使O形密封圈發(fā)作負(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，在核算O形密封圈緊縮量和進(jìn)行模具規(guī)劃時(shí)，應(yīng)充沛思考到這些縮短量。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(jiān)持必要的尺度。 O形圈資料的緊縮持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)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(guó)對(duì)O形圈的持久變形作了規(guī)則。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)橡膠資料的O形圈在不一樣溫度下的尺度改變見(jiàn)表。同一資料的O形圈，在同一溫度下，截面直徑大的O形圈緊縮持久變形率較低。 在油中的狀況就不一樣了。因?yàn)榇丝蘋(píng)形圈不與氧氣觸摸，所以上述不良反應(yīng)大為削減。加之又通常會(huì)致使膠料有必定的脹大，所以因溫度致使的緊縮持久變形率將被抵消。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、空隙咬傷 被密封的零件存在著幾許精度（包含圓度、橢圓度、圓柱度、同軸度等）不良、零件之間不一樣心以及高壓下內(nèi)徑脹大等表象，都會(huì)致使密封空隙的擴(kuò)大和空隙擠呈表象的加重。O形圈的硬度對(duì)空隙擠呈表象也有顯著的影響。液體或氣體的壓力越高，O形圈資料硬度越小，則O形圈的空隙擠呈表象越嚴(yán)峻。 防止空隙咬傷的辦法是，對(duì)O形密封圈的硬度和密封空隙加以嚴(yán)厲的操控。選用硬度合適的密封資料操控空隙。常用的O形圈的硬度范圍是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形圈被擠入空隙的有用辦法。 3、歪曲表象 歪曲是指O形圈沿周向發(fā)作改變的表象，歪曲表象通常發(fā)作在動(dòng)密封狀況。 O形圈假如設(shè)備的妥善，并且運(yùn)用條件恰當(dāng)，通常不大簡(jiǎn)單在往復(fù)運(yùn)動(dòng)狀況下發(fā)作翻滾或歪曲，因?yàn)镺形圈與溝槽的觸摸面積大于在滑動(dòng)外表上的沖突觸摸面積，并且O形圈自身的抵抗才能正本就能阻礙歪曲。沖突力的散布也趨向堅(jiān)持O形圈在其溝槽中靜止不動(dòng)，因?yàn)殪o沖突大于滑動(dòng)沖突，并且溝槽外表的粗糙度通常不如滑動(dòng)外表的粗糙度。 致使歪曲損害的緣由許多，其中最首要的是因?yàn)榛钊�、活塞桿和缸筒的空隙不均勻、偏疼過(guò)大、O形圈斷面直徑不均勻等形成，因?yàn)樾纬蒓形圈在一周多受的沖突力不均勻，O形圈的某些有些沖突過(guò)大，發(fā)作歪曲。通常，斷面尺度較小的O形圈，簡(jiǎn)單發(fā)作沖突不均勻。形成歪曲（運(yùn)動(dòng)用O形圈比固定用O形圈的斷面直徑大即是這個(gè)道理。） 別的，因?yàn)槊芊鉁喜鄞嬖谥S度誤差，密封高度不相等以及O形圈截面直徑不均勻等表象，能夠使得O形圈的一有些緊縮過(guò)大，另一有些過(guò)小或不受緊縮。當(dāng)溝槽存在偏疼即同軸誤差大于O形圈的緊縮量時(shí)，密封會(huì)徹底失效。密封溝槽同軸度誤差大的另一個(gè)壞處是使O形密封圈沿圓周緊縮不均。此外還有因?yàn)镺形圈截面直徑、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，致使O形圈的一有些沿工件外表滑動(dòng)，另一有些則發(fā)作翻滾，然后形成O形圈的歪曲。運(yùn)動(dòng)使圈很簡(jiǎn)單因歪曲而損壞，這是密封設(shè)備發(fā)作損壞和走漏的重要緣由。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)是它處于歪曲狀況。假如在設(shè)備時(shí)就被歪曲，則歪曲損害就會(huì)很快發(fā)作。在作業(yè)中，歪曲表象會(huì)將O形圈堵截，發(fā)作很多漏油，并且堵截的O形圈會(huì)混到液壓體系的其他部位，形成重大事故。 為了防止O形圈的歪曲損害，在規(guī)劃時(shí)應(yīng)留意以下幾點(diǎn) 1）O形圈設(shè)備溝槽的同心度巨細(xì)，應(yīng)從加工便利和不發(fā)作歪曲表象兩個(gè)方面來(lái)思考。 2）O形圈斷面尺度應(yīng)均勻，并且在每次設(shè)備時(shí)都應(yīng)在密封部位充沛涂抹光滑油或光滑脂。有時(shí)也能夠選用滲透光滑油的氈圈式加油設(shè)備。 3）加大O形圈的截面直徑，動(dòng)密封用O形密封圈的截面直徑通常應(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）在低壓下也發(fā)作歪曲損害時(shí)，可運(yùn)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）可用不易發(fā)作歪曲表象的密封圈替代O形圈。 4、磨粒磨損表象 當(dāng)密封的空隙具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，作業(yè)環(huán)境中的灰塵和沙粒等被粘附在活塞桿外表，并跟著活塞桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與油膜一同被帶入缸內(nèi)，變成侵入O形密封圈外表的磨粒，加快O形圈的磨損，致使其失掉密封性。為了防止這種狀況發(fā)作，在往復(fù)運(yùn)動(dòng)式密封設(shè)備的外伸軸端處必須運(yùn)用防塵圈。 5、滑動(dòng)外表對(duì)O形圈的影響 滑動(dòng)外表的粗糙度是影響O形圈外表沖突與磨損的直接要素。通常地說(shuō)，外表光亮沖突與磨損就小，所以滑動(dòng)外表的粗糙度數(shù)值通常很低（Ra0.2-.050μm）�？墒�，實(shí)驗(yàn)標(biāo)明，外表粗糙過(guò)低（Ra低于0.050μm）又會(huì)給沖突與磨損帶來(lái)晦氣的影響。這是因?yàn)榧?xì)小的外表高低不平，能夠堅(jiān)持必要的光滑油膜。因而要挑選恰當(dāng)?shù)耐獗硇枨蟆?nbsp; 滑動(dòng)外表的原料對(duì)O形圈的壽數(shù)也有影響�；瑒�(dòng)外表原料的硬度越大、耐磨性越高、堅(jiān)持光亮的才能就越強(qiáng)，O形圈的壽數(shù)也就越長(zhǎng)。這也是液壓缸活塞桿外表鍍鉻的重要緣由。同理能夠解說(shuō)具有相同粗糙度的用銅、鋁合金制成的滑動(dòng)外表比鋼制滑動(dòng)外表對(duì)密封圈的沖突與磨損更為嚴(yán)峻，低硬度、大緊縮量的密封圈不如高硬度、小緊縮量的密封圈經(jīng)用的狀況。 6、沖突力與O形圈的使用 在動(dòng)密封設(shè)備中，沖突與磨損是O形圈損壞的重要影響要素。磨損程度首要取決于沖突力的巨細(xì)。當(dāng)液體壓力細(xì)小時(shí)，O形圈沖突力的巨細(xì)取決于它的預(yù)緊縮量。當(dāng)作業(yè)液體接受壓力時(shí)，沖突力隨之作業(yè)壓力的添加而增大。在作業(yè)壓力小于20MPa的狀況下，近似地呈線形聯(lián)系。壓力大于20MPa時(shí)，跟著壓力的添加，O形圈與金屬外表觸摸面積的添加也逐步緩慢，沖突力的添加也相應(yīng)緩慢。在正常狀況下，O形圈的運(yùn)用壽數(shù)跟著液體壓力的升高將會(huì)近似的呈平方聯(lián)系而減小。 沖突力的添加，使得旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的軸與O形密封圈之間發(fā)作很多的沖突熱。因?yàn)榇蠖糘形圈都是用橡膠制成的，導(dǎo)熱性極差。因而，沖突熱就會(huì)致使橡膠的老化，致使O形圈實(shí)效，損壞其密封功能。沖突還會(huì)致使O形圈外表?yè)p害，使緊縮量減小。嚴(yán)峻的沖突會(huì)很快致使O形圈的外表?yè)p壞，失掉密封性。作氣動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)用密封時(shí)，沖突熱還會(huì)致使粘著，形成沖突力進(jìn)一步添加。運(yùn)動(dòng)用密封在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，沖突阻力仍是致使匍匐的一個(gè)要素，影響元件和體系的作業(yè)功能。所以對(duì)運(yùn)動(dòng)密封來(lái)說(shuō)，沖突性是重要功能之一。沖突系數(shù)是沖突特性的一個(gè)評(píng)估指標(biāo)，組成橡膠沖突系數(shù)較大，因?yàn)槊芊庠谶\(yùn)動(dòng)狀況時(shí)，通常處于作業(yè)油液或光滑劑參加的混合光滑狀況，沖突系數(shù)通常在0.1以下。 沖突力的巨細(xì)在很大程度上取決于被密封件的外表硬度與外表粗糙度。 7、焦耳熱效應(yīng) 橡膠資料的焦耳熱效應(yīng)，是指處于拉伸狀況的橡膠遇熱發(fā)作縮短的表象。在設(shè)備O形圈時(shí)，為了使它在密封溝槽內(nèi)不發(fā)作竄動(dòng)，在用作往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封時(shí)，不發(fā)作歪曲表象，通常使它處于某種程度的拉伸狀況。但假如將這種設(shè)備辦法用于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，就會(huì)發(fā)作不良的成果。正本現(xiàn)已緊箍在旋轉(zhuǎn)軸上的O 形密封圈，因旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)發(fā)作的沖突熱而縮短，進(jìn)而使這種緊箍力增大，這樣，發(fā)作沖突熱→縮短→緊箍力增大→發(fā)作沖突熱→……，如此重復(fù)循環(huán)，就大大地促進(jìn)了橡膠的老化和磨損。 |
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