了解O型密封圈的變形原因
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發(fā)表時(shí)間:2024-05-17
設(shè)計(jì)和使用不當(dāng)可能會(huì)加速O形圈的損壞,導(dǎo)致其失去密封性能。實(shí)驗(yàn)證明,僅提高壓力并不會(huì)直接造成O形圈的破壞。在高壓高溫的工作環(huán)境下,O形圈破損的主要原因是材料的永久變形。
由于O形圈使用的合成橡膠是一種粘彈性材料,其初次設(shè)置的壓縮量和回彈能力會(huì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)生永久性變形。這種永久性變形會(huì)逐漸降低O形圈的密封性能,最終導(dǎo)致泄漏。永久性變形和彈性消失是O形圈失去密封性能的主要原因,以下是造成永久性變形的主要因素:
壓縮率和拉伸量對永久性變形的影響: 制造O形圈所使用的各種橡膠配方在壓縮狀態(tài)下會(huì)發(fā)生壓縮應(yīng)力松弛,隨著時(shí)間的推移,壓縮應(yīng)力逐漸減小。使用時(shí)間越長、壓縮率和拉伸量越大,橡膠應(yīng)力松弛引起的應(yīng)力下降越嚴(yán)重,導(dǎo)致O形圈彈性減弱,失去密封性能。因此,在允許的使用條件下,降低壓縮率是可行的方法。增加O形圈的截面尺寸是減少壓縮率最簡單的方法,但這會(huì)增加結(jié)構(gòu)尺寸。
截面變形: 在計(jì)算壓縮率時(shí),通常會(huì)忽略裝配時(shí)O形圈由于受拉伸而導(dǎo)致的截面高度減小。O形圈截面積的變化與其周長的變化成反比。同時(shí),由于受到拉力的作用,O形圈的截面形狀也會(huì)發(fā)生變化,表現(xiàn)為截面高度的減小。此外,表面張力的作用會(huì)導(dǎo)致O形圈外表面變得更平滑,進(jìn)一步導(dǎo)致截面高度的減小。這也是O形圈壓縮應(yīng)力松弛的一種表現(xiàn)。
材質(zhì)硬度: O形圈截面變形程度還取決于其材質(zhì)的硬度。在相同的拉伸量下,硬度較高的O形圈截面高度減小較多。因此,在可能的情況下,應(yīng)該選擇低硬度的材質(zhì)。在液體壓力和張力的作用下,橡膠材料的O形密封圈也會(huì)逐漸發(fā)生塑性變形,其截面高度會(huì)相應(yīng)減小,導(dǎo)致最終失去密封性能。