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于O型密封圈變形的相關(guān)知識(shí),下面就有凱德試驗(yàn)機(jī)給大家簡(jiǎn)單介紹下。
由于O型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(zhǎng)時(shí)間的使用,會(huì)產(chǎn)生*變形而逐漸喪失,zui終發(fā)生泄漏。*變形和彈力消失是O型密封圈失去密封性能的主要原因.
以下是造成*變形的主要原因
1、溫度影響O型密封圈*變形
使用溫度是影響O型密封圈*變形的另一個(gè)重要因素。高溫會(huì)加速橡膠材料的老化。工作溫度越高,O型密封圈的壓縮*變形就越大。當(dāng)*變形大于40%時(shí),O型密封圈就失去了密封能力而發(fā)生泄漏。因壓縮變形而在O型密封圈的橡膠材料中形成的初始應(yīng)力值,將隨著O型密封圈的馳張過(guò)程和溫度下降的作用而逐漸降低以致消失。溫度在零下工作的O型密封圈,其初始?jí)嚎s可能由于溫度的急劇降低而減小或*消失。在-50~-60℃的情況下,不耐低溫的橡膠材料會(huì)*喪失初始應(yīng)力;即使耐低溫的橡膠材料,此時(shí)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)镺型密封圈的初始?jí)嚎s量取決于線(xiàn)脹系數(shù)。所以,選取初始?jí)嚎s量時(shí),就必須保證在由于馳張過(guò)程和溫度下降而造成應(yīng)力下降后仍有足夠的密封能力。
溫度在零下工作的O型密封圈,應(yīng)特別注意橡膠材料的恢復(fù)指數(shù)和變形指數(shù)。
綜上所述,在設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量保證O型密封圈具有適宜的工作溫度,或選用耐高、低溫的O型密封圈材料,以延長(zhǎng)使用壽命。
2、壓縮率和拉伸量影響*變形
制作O型密封圈所用的各種配方的橡膠,在壓縮狀態(tài)下都會(huì)產(chǎn)生壓縮應(yīng)力松弛現(xiàn)象,此時(shí),壓縮應(yīng)力隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而減小。使用時(shí)間越長(zhǎng)、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型密封圈彈性不足,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型密封圈的截面尺寸是降低壓縮率zui簡(jiǎn)單的方法,不過(guò)這會(huì)帶來(lái)結(jié)構(gòu)尺寸的增加。
應(yīng)該注意,人們?cè)谟?jì)算壓縮率時(shí),往往忽略了O型密封圈在裝配時(shí)受拉伸而引起的截面高度的減小。O型密封圈截面面積的變化是與其周長(zhǎng)的變化成反比的。同時(shí),由于拉力的作用,O型密封圈的截面形狀也會(huì)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型密封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)。
O型密封圈截面變形的程度,還取決于O型密封圈材質(zhì)的硬度。在拉伸量相同的情況下,硬度大的O型密封圈,其截面高度也減小較多,從這一點(diǎn)看,應(yīng)該按照使用條件盡量選用低硬度的材質(zhì)。在液體壓力和張力的作用下,橡膠材料的O型密封圈也會(huì)逐漸發(fā)生塑性變形,其截面高度會(huì)相應(yīng)減小,以致zui后失去密封能力。
3、工作介質(zhì)的壓力引起O型密封圈*變形
工作介質(zhì)的壓力是引起O型密封圈*變形的主要因素?,F(xiàn)代液壓設(shè)備的工作壓力正日益提高。長(zhǎng)時(shí)間的高壓作用會(huì)使O型密封圈發(fā)生*變形。因此,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)工作壓力選用適當(dāng)?shù)哪蛪合鹉z材料。工作壓力越高,所用材料的硬度和耐高壓性能也應(yīng)越高。
為了改善O型密封圈材料的耐壓性能,增加材料的彈性(特別是增加材料在低溫下的彈性、降低材料的壓縮*變形,一般需要改進(jìn)材料的配方,加入增塑劑。但是,具有增塑劑的O密封形圈,長(zhǎng)時(shí)間在工作介質(zhì)中浸泡,增塑劑會(huì)逐漸被工作介質(zhì)吸收,導(dǎo)致O型密封圈體積收縮,甚至可能使O型密封圈產(chǎn)生負(fù)壓縮(即在O型密封圈 和被密封件的表面之間出現(xiàn)間隙)。因此,在計(jì)算O型密封圈壓縮量和進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分考慮到這些收縮量。應(yīng)使壓制出的O型密封圈在工作介質(zhì)中浸泡5~10晝夜后仍能保持必要的尺寸。
O型密封圈材料的壓縮*變形率與溫度有關(guān)。當(dāng)變形率在40%或更大時(shí),即會(huì)出現(xiàn)泄漏,所以幾種膠料的耐熱性界限為:dingqing橡膠70℃,三元乙丙橡膠100℃,氟橡膠140℃。因此各國(guó)對(duì)O型密封圈的*變形作了規(guī)定。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)橡膠材料的O型密封圈在不同溫度下的尺寸變化見(jiàn)表。同一材料的O型密封圈,在同一溫度下,截面直徑大的O型密封圈壓縮*變形率較低。
在油中的情況就不同了。由于此時(shí)O型密封圈不與氧氣接觸,所以上述不良反應(yīng)大為減少。加之又通常會(huì)引起膠料有一定的膨脹,所以因溫度引起的壓縮*變形率將被抵消。因此,在油中的耐熱性大為提高。以dingqing橡膠為例,它的工作溫度可達(dá)120℃或更高。
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