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橡胶圈的失效形式和解决办法

字数统计:2153字 预计阅读时间:约4分钟

O型圈是液压与气压传动系统中使用最广泛的一种密封件。它被安装在各种形式的沟槽中通过径向或轴向预压缩赋予O型圈自身的初始能力随着工作介质压力的提高使其变形并增大其密封效果当工作介质压力降到“零”时则恢复到安装的原始压缩状态。如果O型圈密封失效则会引起元件和系统的内、外泄漏不仅会使系统的容积效率降低严重时会建立不起压力而使系统无法工作。同时外泄漏还会弄脏设备污染环境。影响O型圈失效的因素很多我们根据O型圈失效的表现形式对其进行分析而后选择应对措施具体如下文。



01 One


O型圈部分或全部出现整齐的伤口


原因分析:

这种情况一般是在安装过程中被损坏,主要原因有:

1、沟槽等部件边锋锐利或导入的倒角不合理

2、安装时没有涂抹润滑油,从而使密封圈被尖锐的刃口切伤

此外,密封件尺寸不合适,硬度或弹性过低等都有可能导致此类现象。


解决方案:

消除锋利边角,合理设计沟槽避免留有锐边;

安装时在沟槽及密封圈上涂上润滑油液;

当O型密封圈通过螺纹时,在螺纹上套金属薄片或带等,以使密封圈顺利地装入;

选用合适的密封件尺寸、硬度和弹性等。






02 Two


O型圈呈现明显卷曲



原因分析:

·由于活塞、活塞杆和缸筒的间隙不均匀、偏心过大以及密封圈截面直径不均匀造成;

·由于密封沟槽存在同轴度偏差,密封高度不相等导致O型圈一部分压缩过大,另一部分过小或者不受压缩;

·跟密封件的材质硬度,润滑油膜厚度等的不均匀以及密封轴表面粗糙度等多因素有关。

运动用O型密封圈很容易因扭曲而损坏,这是密封装置发生损坏和泄露的重要原因。


解决方案:

选择高弹性的密封材料;

在沟槽和密封圈上涂抹润滑脂尽量均匀;

保证沟槽的加工质量;提高沟槽表面光洁度等。








03 Three


O型圈表面呈现气泡凹坑和疤痕


原因分析:

工作温度超出正常使用范围,使弹性体硬化,增塑剂蒸发、氧化,导致密封圈产生与作用压力方向垂直的小的表面裂口,从而出现了局部凹痕或开裂现象。

压力变化过快,材料硬度和弹性过低。


解决方案:

沟槽设计时应考虑材料由于温度及化学介质引起的变形,密封圈材质方面应采用抗氧化性能较好和耐高温的材料,降低系统油液工作温度;

选择高硬度高弹性的材料(如抗爆材料);

降低减压得速度。







    04 Four


    O型圈边缘粗糙破损:凸出或螺旋状



    原因分析:

    ·O型圈沟槽顶部与被密封面之间的间隙过大

    ·密封圈材料未达到设计硬度要求

    ·密封圈密封沟槽加工尺寸不符合标准规定

    ·密封圈选取不合适(相对于密封沟槽尺寸太大)等。


    解决方案:

    选择合适的间隙;

    选择高硬度或高弹性的材料;

    合理的沟槽设计;合理设计倒角;

    使用增强的复合密封,如组合垫;

    选用合适的密封圈材料或增加阻止O型圈被挤出的挡圈






    05 Five


    O型圈表面呈现压缩变形,呈扁平状


    原因分析:
    这种情况多是密封圈的材料弹性和抗热性能差导致的。O型圈在液压系统工作介质中使用一段时间后,常出现密封圈过度膨胀,压紧力增大的现象。而不符合材质要求的密封圈因为橡胶硫化不够完全,材料本身变形率过高,因而在压力的作用下,密封圈截面的三边被压成扁平形状。


    解决方案:
    采用低凝固性能的橡胶材料;
    在一般工况下,选用耐热橡胶材料(因在工作中摩擦会产生热量)如丁腈橡胶、氯丁橡胶等;
    确认密封圈材料应与所使用介质相容,检验密封圈的物理性能应符合设计要求;
    保证密封件材料的质量,确认材料与介质是否兼容。







      06 Six


      直观看到O型圈表面各种缺陷


      原因分析:
      如发泡、破裂、穿孔或褪色等。在高温接触表面呈现径向裂纹,会明显看到密封件变软或变得有光泽,同时有粉末状物质留在表面,与介质无接触一侧有腐蚀痕迹。
      但多数是因为材质不符合要求(与化学介质不兼容,材料也不能承受高温或温度超出预计)所造成的化学腐蚀、热腐蚀,电腐蚀。

      解决方案:
      应选择与介质相适合的材料,比如更耐化学介质、更耐高温的密封材料。







      07 Seven

      密封件全部或部分区域产生磨损,可以在密封件表面找到磨损的颗粒


      原因分析:
      这种多是在密封的间隙具有相对运动时,工作环境中的灰尘和沙粒被沾附在活塞杆表面,并随着活塞杆的往复运动与油膜一起被带入缸内,成为侵入O型密封圈表面的磨粒,加速O型密封圈的磨损,以致其失去密封性。

      解决方案:
      保证沟槽的光洁度,改善造成磨损的部件和环境。
      保证滑动面与密封圈在运动过程中润滑充分(主要是内部润滑),保证系统中过滤器精度,用耐磨性更好的O型密封圈材料,如聚氨脂橡胶等。



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