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近年來又出現(xiàn)了耐熱氟橡膠和耐磨聚氨酯橡膠,并且對橡膠元件工作的焦耳熱效應(yīng)有了更深入的了解,并針對此問題研究解決方案,設(shè)計出了新的O形圈密封結(jié)構(gòu),使O形圈能夠更好的應(yīng)用與高速、高壓的旋轉(zhuǎn)運動。
O形密封圈由于其具有體積小,結(jié)構(gòu)簡單、成本低、工藝性能好、適用范圍廣泛等特點,正廣泛地在旋轉(zhuǎn)運動式密封裝置中推廣。
O型圈設(shè)計、使用不當(dāng)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(shè)計合理,單純地提高壓力,并不會造成O型圈的破壞。在高壓、高溫的工作條件下,O型圈破壞的主要原因是O型圈材料的永久變形和O型圈被擠入密封間隙而引起的間隙咬傷一級O型圈在運動時出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象。
1、永久變形
由于O型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(shè)定的壓緊量和回彈堵塞能力經(jīng)長時間的使用,會產(chǎn)生永久變形而逐漸喪失,終發(fā)生泄漏。永久變形和彈力消失是O型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(guān)系
制作O型圈所用的各種配方的橡膠,在壓縮狀態(tài)下都會產(chǎn)生壓縮應(yīng)力松弛現(xiàn)象,此時,壓縮應(yīng)力隨著時間的增長而減小。使用時間越長、壓縮率和拉伸量越大,則由橡膠應(yīng)力松弛而產(chǎn)生的應(yīng)力下降就越大,以致O型圈彈性不足,失去密封能力。因此,在允許的使用條件下,設(shè)法降低壓縮率是可取的。增加O型圈的截面尺寸是降低壓縮率簡單的方法,不過這會帶來結(jié)構(gòu)尺寸的增加。
應(yīng)該注意,人們在計算壓縮率時,往往忽略了O型圈在裝配時受拉伸而引起的截面高度的減小。O型圈截面面積的變化是與其周長的變化成反比的。同時,由于拉力的作用,O型圈的截面形狀也會發(fā)生變化,就表現(xiàn)為其高度的減小。此外,在表面張力作用下,O型圈的外表面變得更平了,即截面高度略有減小。這也是O型密封圈壓縮應(yīng)力松弛的一種表現(xiàn)。
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