O形密封圈的密封原理

1、O 形密封圈简称 0 形圈，是一种截面为圆形的橡胶圈。0 形密封圈是液压、气动系统中使用最广泛的一种密圭寸件。 0 形圈有良好的密圭寸性，既可用于静密圭寸，也可用于往复运动密封中；不仅可单独使用，而且是许多组合式密封装置中的基本 组成部分。它的适用范围很宽，如果材料选择得当，可以满足各种运动条件的要求，工作压力可从 1.333X105Pa 的真空到 400MPa 高压；温度范围可从-60C到200Co与其它密封型式相比， 0 形密封圈具有以下特点：1）结构尺寸小，装拆方便。2）静、动密封均可使用，用作静密封时几乎没有泄漏。3）使用单件 0 形密封圈，有双向密封作用。4）动摩擦阻力较小。5）价格

2、低廉。0 形密封圈是一种挤压型密封， 挤压型密封的基本工作原理是依靠密封件发生弹性变形，在密封接触面上造成接触压力，接触压力大于被密封介质的内压，则不发生泄漏，反之则发生泄漏。在用于静密封和动密封时，密封接触面接触压力产生原因和计算方法不尽相同，需分别说明。1、用于静密封时的密封原理在静密封中以 0 形圈应用最为广泛。如果设计、使用正确，0 形密封圈在静密封中可以实现无泄漏的绝对密封O 形密封圈装入密封槽后，其截面承受接触压缩应力而产生弹性变形。对接触面产生一定的初始接触压力Po。即使没有介质压力或者压力很小，0 形密封圈靠自身的 弹性力作用而也能实现密封；当容腔内充入有压力的介质后，在介 质

3、压力的作用下， 0 形密封圈发生位移， 移向低压侧， 同时其弹性变形进一步加大， 填充和封闭间 隙3。此时，坐用于密封副偶合面的接触压力上升为PmPm=Po+Pp式中 Pp经 0 形圈传给接触面的接触压力（O.IMPa）Pp=K-PK压力传递系数，对于橡胶制 O 形密封圈 K=1;P被密封液体的压力（O.IMPa）。从而大大增加了密封效果。由于一般K 1,所以 PmP。由此可见，只要 0 形密封圈存在初始压力，就能实现无泄漏的绝对密封。这种靠介质本身压 力来改变0 形密封圈接触状态，使之实现密封的性质，称为自封作用 。理论上，压缩变形即使为零，在油压力下也能密封，但实际上 0 形密 封圈安装时

4、可能会有偏心。所以，O 形圈装入密封沟槽后，其断面一般受到 7 沪 30% 的压缩 变形。静密封取较大的压缩率值，动密封取较小的压缩率值。这是因为合 成橡胶在低温下要压缩，所以静密封0 形圈的预压缩量应考虑补偿它的低温收缩量。2、用于往复运动密封时的密封原理在液压转动、气动元件与系统中，往复动密封是一种最常见的密封要求。动力缸活塞与缸体、活塞干预缸盖以及各类滑阀上都用到往复运动密封。缝 隙由圆柱杆与圆 柱孔形成，杆在圆柱孔内轴向运动。密封作用限制流体的轴向泄 漏。用作往复运动密封时，0 形圈的预密封效果和自密封作用与静密封一样，并且由于 0 形圈自身的 弹力，而具有磨损后自动补偿的能力。 但由

5、于液体介质密圭寸时， 由于杆运动速度、液体的压力、粘度的作用，情况比静密封复杂。当液体在压力作 用下，液体分子与金属表面互相作用，油液中所含的 “极性分子”在金属表面上紧密而整齐的排列，沿滑移面与密封件间形成一个强 固的边界层油膜，并且对滑移面 产生极大的附着力。该液体薄膜始终存在于密封 件与往复运动面之间，它亦起一定的密封作用， 并且对运动密封面的润滑是非常 重要的。 但是对泄漏来讲是有害的。但往复运动的轴向外拖出时，轴上的液体薄 膜便与轴一起拉出，由于密封件的“擦拭”作用，当往复运动的轴缩回时，该液 体薄膜便被密封元件阻留在外面。随着往 复运动行程次数增多，阻留在外面的液 体就越多，最后形

6、成油滴，这就是往复运动式密封装置的泄漏。由于液压油的粘 度随着温度的升高而降低，油膜厚度相应减 小，所以液压设备在低温下启动时，运动开始时的泄漏较大，随着运动过程中因各种损失引起温度升高，泄漏量有逐 渐降低的趋势。0 形圈作为往复式密封，结构紧凑、尺寸小，可以降低元件价格。主要用在：1）低压液压元件中，一般限于短行程和 10MPa 左右的中等压力。2）小直径、短行程以及中等压力的液压滑阀中3）气动滑阀和气动缸中 4）作为组合式往复动密封装置中的弹性体。O 形圈作为往复动密封最适合小直径、短行程、中低压力的应用场合，气动缸、气动滑阀等往复运动元件中。在液压元件中，用 O 形圈作主要动密封， 一般

7、限于短行程 和10MPa 左右的中低压力。0 形圈不适合用作速度非常低的往复 动密封和单独作为高压往复动密封。这主要是因为在这种条件下摩擦较大，会导 致密封过早失 效。在任何型式应用中，都要根据密封件的额定数据或能力来使用， 并且要装配得当，才能得到满意的性能。3、旋转运动用密封在旋转 运动密封中，通常采用油封和机械密封。但是油封的使用压力 较低，而且与 0 形圈相比，显得过大和复杂，工艺性也差。机械密封虽然可用于 高压（40MPa、高速（50m/s）及高温（400C），但是结构更加复杂、庞大，而 且成本高，只适用于石油、化工等作用的一些重型机械设备上。0 形圈用 于旋转运动存在的主要问题是焦

8、耳热效应。焦耳热效应使高 速的旋转轴与 0 形圈的接触处产生磨擦热，生成的热量使这些接触部位的温度不 断上升，橡胶材料受热严 重变形，压缩量与伸长量发生变化的现象。发热还加速 密封材料老化， 降低了0 形圈的使用寿命； 破坏密封油膜， 由此引起断油现象，加速密封的磨损。基于上述情况，近年来国内外旋转运动用0 形圈进行了广泛深入的研究。为了避免出现焦耳热效应，关键在于根据橡胶的性能来正确地选择设计圈的结构参数， 主要是 0 形圈的拉伸量和压缩率。根据实验，将旋转运动用0 形圈设计成内径与旋转轴直径相等或稍大些， 一般大 3%5%在安装 0 形圈时，从内 径向里压缩， 并将断面的压缩量也设计得小一

9、些，一般约为 5%。并且，尽量采用 受热量影响小0 形的密封材料，充分考虑 0 形圈安装处的散热问题。这样就使 0 形圈 的工作情况大为 改善，可应用于最高转速达 4m/s 的旋转轴的密封。近年来又出现了耐热氟橡胶和耐磨聚氨酯橡胶，并且对橡胶元件工作 的焦耳热效应有了更深入的了解，并针对此问题研究解决方案，设计出了新的0形圈密封结构，使 0 形圈能够更好的应用与高速、高压的旋转运动。0 形密封圈由于其具有体积小，结构简单、成本低、工艺性能好、适用 范围广泛等特点，正广泛地在旋转运动式密封装置中推广。一、 0 型圈概述0 型圈 （0-rings） 是一种截面为圆形的橡胶密封圈，因其截面为 0 型

10、，故称其 为 0型密封圈，也叫 0 型圈。其材料主要为丁睛橡胶或氟橡胶。0 型密封 圈是液压与气压传动系统中使用最广泛的一种密封件。它主要用于静密封和往复运动密 封。其使用速度范围一般为 0.0050.3m/s。用于旋转运动密封 时，仅限于低速 回转密封装置。如液压挖掘机的中央回转接头的分配阀动密封机构。一般0 形密封圈在旋转运动密封装置中使用较少。 0 形密封圈一般安装在外圆或 内圆上截面 为矩形的沟槽内起密封作用 0 型密封圈与其他型式密封圈比较，具有以下优点：1） 结构小巧，装拆方便；2） 静、动密封均可使用；3） 动摩擦阻力比较小；4）使用单件 0 形密封圈，可对两个方向起密封作用；5

11、）价格低廉。二、 0 型圈的标记0 型圈规格标记方法为：内径iX线径 d，比如：0 形圈 20*2.4 ,n-2GB1235-76 中， 20 代表大圈内径为 20 毫米， 2.4 代表胶圈的截面直径是 2.4 毫 米，n-2 代表使用的橡胶种类，GB1235 代表的是标准号，76 代表的是标准公布 年代。三、 0 型圈的应用0 型密封圈主要用于静密封和往复运动密封。 用于旋转运动密封时， 仅限于低 速回转密封装置。 0 型密封圈一般安装在外圆或内圆上截面为矩形的沟槽内起密封 作用。0 型密封圈在耐油、酸碱、磨、化学侵蚀等环境依然起到良好密封、减震作用 在机床、船舶、汽车、航空航天设备、冶金机

12、械、化工机械、工程机械、建 筑机械、矿山机械、石油机械、塑料机械、农业机械、以及各类仪器仪表上，大 量应用着各种类型的密封元件。同其它密封元件相比， 0 形密封圈有着广泛的优势：- 适合多种密封形式：静态密封、动态密封适合各种用途材料，尺寸和沟槽都已标准化，互换性强- 适合多种运动方式：旋转运动、轴向往复运动或组合运动（例如旋转往复 组合运动）- 适合多种不同的密封介质：油、水、气、化学介质或其它混合介质 通过选用合适的橡胶材料和适当的配方设计，实现对油、水、空气、煤气及各种化学介质有效的密封作用。温度使用范围广（一60C+ 220C），固定 使用时压力可达 1500Kg/cm2（ 与补强环并

13、用 ）- 设计简单O 形圈断面结构极其简单，且有自密封作用，密封性能可靠。- 安装方便由于 O 形圈本身及安装部位结构都极其简单，且已形成标准化，因此安装更 换都非常容易。- 成本低廉- 材料品种多可以根据不同的流体进行选择：有丁腈橡胶（NRB、氟橡胶（FKM、硅橡胶（VM）乙丙橡胶（EPDM、氯丁橡胶（CR、丁基橡胶（BU）、聚四氟乙烯（PTFE、 天然橡胶（NR 等O 型圈材质分类对照及优缺点：1, 天然橡胶 NR（Natural Rubber） 由橡胶树采集胶乳制成，是异戊二烯的聚合物。具有很好 的耐磨性、很高的弹性、扯断强度及伸长率。在空气中易老化，遇热变黏，在矿 物油或汽油中易膨胀和

14、溶 解，耐碱但不耐强酸。 ? 是制作胶带、胶管、胶鞋的 原料，并适用于制作减震零件、在汽车刹车油、乙醇等带氢氧根的液体中使用的 制品。2, 丁苯胶 S B R（Styrene Butadiene Copolyme） 丁二烯与苯乙烯之共聚合物， 与天然胶比较， 质量均匀，异物少，但机械强度则较弱，可与天然胶掺合使用。优点：? 低成本的非抗油性材质? 良好的抗水性，硬度 70 以下具良好弹力? 高硬度时具较差的压缩歪? 可使用大部份中性的化学物质及干性、滋性的有机酮缺点：? 不建议使用强酸、 臭氧、油类、 油酯和脂肪及大部份的碳氢化合物之中。 广用于轮胎业、鞋业、 ?布业及输送带行业等。丁基橡胶

15、IIR(Butyl Rubber) 为异丁烯与少量 isoprenes 聚合而成，保有少量不饱合基 供加硫用，因甲基的立体障碍分子的运动比其它聚合物少，故气体透过性较少， 对热、日光、臭氧之抵抗性大，电器绝缘性佳；对极性 溶剂如醇、酮、酯等抵抗 大，一般使用温度范围为 -54110 C。优点：? 对大部份一般气体具不渗透性? 对阳光及臭氧具良好的抵抗性? 可暴露于动物或植物油或是可氧化的化学物中缺点：? 不建义与石油溶剂，胶煤油和芳氢同时使用。 ? 用于制作耐化学药品、真 空设备的橡胶零件。3, 氢化丁睛胶 HNBR(Hydrogenate Nitrile) 氢化丁睛胶为丁睛胶中经由氢化后去除

16、部份双链， 经氢化后其耐温性、耐候性比一般丁睛橡胶提高很多，耐油性与一般丁睛胶相近。般使用温度范围为-25150C优点：? 较丁睛胶拥有较佳的抗磨性? 具极佳的抗蚀、抗张、抗撕和压缩歪的特性? 在臭氧、阳光及其它的大气状况下具良好的抵抗性? 一般来说适用于洗衣或洗碗的清洗剂中缺点：? 不建议使用于醇类，酯类或是芳香族的溶液之中。 ? 空调制冷业，广泛用 于环保冷媒 R134a 系统中的密封件。? 汽车发动机系统密封件。4, 乙丙胶 EPDM(Ethylene propylene Rubber) 由乙烯及丙烯共聚合而成主链不合双链，因 此耐热性、耐老化性、耐臭氧性、安定性均非常优秀，但无法硫磺加

17、硫。为解决 此问题，在 EP 主链上导入少量有双链之第三成份而可硫磺加硫即成EPDM ，般使用温度范围为-50150C。对极性溶剂如醇、酮、乙二醇及磷酸脂类液压油 抵抗性极佳。优点：? 具良好抗候性及抗臭氧性? 具极佳的抗水性及抗化学物? 可使用醇类及酮类? 耐高温蒸气，对气体具良好的不渗透性缺点：? 不建议用于食品用途或是暴露于芳香氢之中。 ? 高温水蒸汽环境之密封 件。? 卫浴设备密封件或零件。? 制动 ( 刹车 ) 系统中的橡胶零件。? 散热器 ( 汽车水箱 ) 中的密封件。5, 丁睛胶 NBR(Nitrile Rubber) 由丙烯睛与丁二烯共聚合而成，丙烯睛含量由 18%50% ，

18、丙烯睛含量愈高，对石化油品碳氢燃料油之抵抗性愈好，但低温性能则变差，一 般使用温度范围为-25100Co丁睛胶为目前油封及 O 型圈最常用之橡胶之一。优点：?具良好的抗油、抗水、抗溶剂及抗高压油的特性。?具良好的压缩歪，抗磨及伸长力。缺点：?不适合用于极性溶剂之中， 例如酮类、臭氧、硝基烃，MEK 和氯仿。？用于制作燃油箱、润滑油箱以及在石油系液压油、汽油、水、硅润滑脂、硅油、二 酯系润滑油、甘醇系液压油等流体介质中使用的橡胶零件，特别是密封零件。可 说 是目前用途最广、成本最低的橡胶密圭寸件。6, 氯丁胶 CR(Neoprene、Polychloroprene)由氯丁烯单体聚合而成。硫化后的

19、橡胶弹性耐磨性好，不怕阳光的直接照射，有特别好的耐大气老化性能，不怕激烈的扭 曲，不怕二氯二氟甲烷和氨等制冷剂，耐稀 酸、耐硅酯系润滑油，但不耐磷酸酯 系液压油。在低温时易结晶、 硬化， 贮存稳定性差， 在苯胺点低的矿物油中膨胀 量大。 一般使用温度范围为 -50150C优点：? 弹性良好及具良好的压缩变形。? 配方内不含硫磺因此非常容易来制作? 具抗动物及植物油的特性? 不会因中性化学物，酯肪、油脂、多种油品，溶剂而影响物性? 具防燃特性缺点：? 不建议使用强酸、 硝基烃、酯类、氯仿及酮类的化学物之中。 ? 耐 R12 制 冷剂的密封件。 ? 家电用品上的橡胶零件或密封件。? 适合用来制作各

20、种直接接触大气、阳光、臭氧的零件。? 适用于各种耐燃、耐化学腐蚀的橡胶制品。7, 氯磺化聚乙烯胶 CSM(Hypalon 、 Polyethylene) 氯磺化聚乙烯为杜邦公司专利的合成橡胶。耐 热性、耐候性、耐臭氧性均佳； 耐酸性也佳， 常用于耐氧化性药品 ( 硝酸、硫酸 ) 之处，一般使用温度范围为 -45120 C。优点：? 对臭氧、氧化及火焰都有不错的抵抗性? 物性和氯丁胶相似且拥有较佳的抗酸性? 极佳的抗磨蚀性? 拥有和丁睛胶相同的低磨擦表面? 对于油剂及溶剂的抵抗性介于丁睛胶及氯丁胶之间? 建议使用水中来防渗漏缺点：? 不建议暴露于浓缩的氧化酸、硝基烃、酯类、酮类及芬香氢。8, 硅

21、橡胶 SI(Silicone Rubber) 硅胶主链由硅 (-si-o-si) 结合而成。具有极佳的耐热、 耐寒、耐臭氧、耐大气老化。有很好的电绝缘性能。抗拉力强度较一般橡胶差且 不具耐油性。 优点：? 经调制配方后抗张强度可达 1500PSI 及抗撕裂性可达 88LBS? 弹性良好及具有良好的压缩歪? 对中性溶剂具有良好的抵抗性? 具极佳的抗热性? 具极佳的抗寒性? 对于臭氧及氧化物的侵蚀具极佳的抵抗性? 极佳的电绝缘性能? 隔热、散热性佳缺点：? 不建议使用于大部份浓缩的溶剂、油品、浓缩酸及经稀释后的氢氧化钠之 中。 ? 家用电器行业所使用的密封件或橡胶零件，如电热壶、电烫斗、微波炉内

22、的橡胶零件。? 电子行业的密封件或橡胶零件，如手机按键、 DVD 内的减震垫、电缆线接 头内的密封件等。? 与人体有接触的各式用品上的密封件，如水壶、饮水机等。9, 硅氟橡胶 FLS(Fluorinated Silicone Rubber) 硅氟橡胶为硅橡胶经氟化处理，其一般性 能兼具有氟橡胶及硅橡胶的优点；其耐油、耐溶剂、耐燃料油及耐高低温性均佳， 一般使用温度为-50200Co优点：? 适用于特别用途，如要求能抗含氧的化学物、含芳香氢的溶剂及含氯的溶剂的侵蚀。缺点：?不建议暴露于煞车油，酮类及胼的溶液中？太空机件上。10, 氟橡胶 FPM(Fluoro Carbon Rubber) 分子内

23、含氟之橡胶，依氟含量 ( 即单体构造 ) 而 有各种类型。目前广用的六氟化系氟橡胶最早由杜邦公司以” Viton ”商品名上市。耐高温性优于硅橡胶，有极佳的耐化学性、耐大部分油及溶剂(酮、酯类除外 ) 、耐候性及耐臭氧性；耐寒性则较不良，一般使用温度范围为 -20250Co特殊配方可耐低温至 -40Co优点：？可抗热至 250C？对于大部份油品及溶剂都具有抵抗的能力，尤其是所有的酸类、脂族烃、 芳香烃及动植物油缺点：?不建议使用于酮类，低分子量的酯类及含硝的混合物。？汽车、机车、柴油发动机及燃料系统。？化工厂的密封件11, 全氟橡胶 FFPM(Perfluoroelastomer)优点：? 最

24、佳耐热特性? 优异的抗化学特性? 低 Outgassing 特性? 优异之抗 Plasma 特性缺点：? 耐低温特性较差? 原料价格较高? 生产难度较高 ? 全氟系列产品广泛地运用于半导体产业及信息相关产业 所运用,运用范围包含薄膜制程中之PVC, CVD 及蚀刻制程及各种高真空密封制程。12, 丙烯酸酯橡胶 ACM(Polyacrylate Rubber) 由 Alkyl Ester Acrylate 为主成份聚合而成之弹 性体，耐石化油、耐高温、耐候性均佳，在机械强度、压缩变形率及耐水性方面 则较弱，比一般耐油胶稍差。一般使用温度范围为-25170Co优点：? 适用于汽车传动油之中? 具良

25、好的抗氧化及抗候性? 具抗弯曲变型的功能? 对油品有极佳的抵抗性1 、 永久变形? 适用于汽车传动系统及动力方向盘之中缺点：? 不适用于热水之中? 不适用于煞车油之中? 不具耐低温的功能? 不适用于磷酸酯之中 ? 汽车传动系统及动力系统密封件。13, 聚氨酯橡胶 PU(Urethane Rubber) 聚氨酯橡胶机械物性相当好，高硬度、高弹性、耐磨耗 性均是其它橡胶类所难相比；耐老化性、耐臭氧性、耐油性也相当好。一般使用 温度范围为-4590Co优点：? 耐磨、耐高压缺点：?不耐高温？工业上耐高压、耐磨密封件，如液压缸密封件。? 高压高荷电系统O 型圈的行业标准中国：内径二di 线径=d2 单

26、位(mm Gb3452.1 - 82型密封圈的主要失效原因及其防治措施O型圈设计、使用不当会加速它的损坏，丧失密封性能。实验表明，如密封装置各部分设计合理，单纯地提高 压力，并不会造成 O 型圈的破坏。在高压、高温的工作条件下， O 型圈破坏的主要原因是 O 型圈材料的永久变 形和 O 型圈被挤入密封间隙而引起的间隙咬伤一级 O 型圈在运动时岀现扭曲现象。由于 O 型圈密封圈用的合成橡胶材料是属于粘弹性材料，所以初期设定的压紧量和回弹堵塞能力经长时间的使 用，会产生永久变形而逐渐丧失，最终发生泄漏。永久变形和弹力消失是 O 型圈失去密封性能的主要原因，以 下是造成永久变形的主要原因。1）压缩率

27、和拉伸量与永久变形的关系制作 O 型圈所用的各种配方的橡胶，在压缩状态下都会产生压缩应力松弛现象，此时，压缩应力随着时间的增 长而减小。使用时间越长、压缩率和拉伸量越大，则由橡胶应力松弛而产生的应力下降就越大，以致 O 型圈弹 性不足，失去密封能力。因此，在允许的使用条件下，设法降低压缩率是可取的。增加 O 型圈的截面尺寸是降 低压缩率最简单的方法，不过这会带来结构尺寸的增加。应该注意，人们在计算压缩率时，往往忽略了 O 型圈在装配时受拉伸而引起的截面高度的减小。 O 型圈截面面 积的变化是与其周长的变化成反比的。同时，由于拉力的作用， O 型圈的截面形状也会发生变化，就表现为其 高度的减小。

28、此外，在表面张力作用下， O 型圈的外表面变得更平了，即截面高度略有减小。这也是 O 型密封 圈压缩应力松弛的一种表现。O 型圈截面变形的程度，还取决于 O 型圈材质的硬度。在拉伸量相同的情况下，硬度大的 O 型圈，其截面高度 也减小较多，从这一点看，应该按照使用条件尽量选用低硬度的材质。在液体压力和张力的作用下，橡胶材料 的 O 型密封圈也会逐渐发生塑性变形，其截面高度会相应减小，以致最后失去密封能力。2）温度与 O 型圈驰张过程的关系使用温度是影响 O 型圈永久变形的另一个重要因素。高温会加速橡胶材料的老化。工作温度越高， O 型圈的压 缩永久变形就越大。当永久变形大于 40%时，O 型圈

29、就失去了密封能力而发生泄漏。因压缩变形而在O 型圈的橡胶材料中形成的初始应力值，将随着 O 型圈的驰张过程和温度下降的作用而逐渐降低以致消失。温度在零下 工作的 O型圈，其初始压缩可能由于温度的急剧降低而减小或完全消失。在-50-60C的情况下，不耐低温的橡胶材料会完全丧失初始应力；即使耐低温的橡胶材料，此时的初始应力也不会大于20C时初始应力的 25%。这是因为 O 型圈的初始压缩量取决于线胀系数。所以，选取初始压缩量时，就必须保证在由于驰张过程和温度下 降而造成应力下降后仍有足够的密封能力。温度在零下工作的 O 型圈 ,应特别注意橡胶材料的恢复指数和变形指数。综上所述，在设计上应尽量保证

30、O 型圈具有适宜的工作温度，或选用耐高、低温的 O 型圈材料，以延长使用寿 命。3）介质工作压力与永久变形工作介质的压力是引起 O 型圈永久变形的主要因素。现代液压设备的工作压力正日益提高。长时间的高压作用 会使 O 型圈发生永久变形。因此，设计时应根据工作压力选用适当的耐压橡胶材料。工作压力越高，所用材料 的硬度和耐高压性能也应越高。为了改善 O 型圈材料的耐压性能，增加材料的弹性（特别是增加材料在低温下的弹性）、降低材料的压缩永久 变形，一般需要改进材料的配方，加入增塑剂。但是，具有增塑剂的 O 密封形圈，长时间在工作介质中浸泡， 增塑剂会逐渐被工作介质吸收， 导致 O 型密封圈体积收缩，

31、 甚至可能使 O 型密封圈产生负压缩 （即在 O 型密封 圈和被密封件的表面之间出现间隙）。因此，在计算 O 型密封圈压缩量和进行模具设计时，应充分考虑到这些 收缩量。应使压制出的 O 型密封圈在工作介质中浸泡 510 昼夜后仍能保持必要的尺寸。O 型圈材料的压缩永久变形率与温度有关。当变形率在 40% 或更大时，即会出现泄漏，所以几种胶料的耐热性 界限为：丁腈橡胶 70C,三元乙丙橡胶 100C,氟橡胶 140C。因此各国对 0 型圈的永久变形作了规定。中国 标准橡胶材料的 O 型圈在不同温度下的尺寸变化见表。 同一材料的 O 型圈， 在同一温度下， 截面直径大的 O 型 圈压缩永久变形率较

32、低。在油中的情况就不同了。由于此时 0 型圈不与氧气接触,所以上述不良反应大为减少。加之又通常会引起胶料 有一定的膨胀,所以因温度引起的压缩永久变形率将被抵消。因此,在油中的耐热性大为提高。以丁腈橡胶为例，它的工作温度可达 120C或更高。2、 间隙咬伤被密封的零件存在着几何精度（包括圆度、椭圆度、圆柱度、同轴度等）不良、零件之间不同心以及高压下内 径胀大等现象，都会引起密封间隙的扩大和间隙挤出现象的加剧。 0 型圈的硬度对间隙挤出现象也有明显的影 响。液体或气体的压力越高， 0 型圈材料硬度越小，则 0 型圈的间隙挤出现象越严重。防止间隙咬伤的措施是， 对 0 型密封圈的硬度和密封间隙加以严

33、格的控制。 选用硬度合适的密封材料控制间隙。 常用的 0 型圈的硬度范围是 HS6090 。低硬度者用于低压，高硬度者用于高压。配用适当的密封圈保护挡圈，是防止 0 型圈被挤入间隙的有效方法。3 、 扭曲现象扭曲是指 0 型圈沿周向发生扭转的现象，扭曲现象一般发生在动密封状态。0 型圈如果装配的妥善，并且使用条件适当，一般不大容易在往复在往复运动状态下产生滚动或扭曲，因为0型圈与沟槽的接触面积大于在滑动表面上的摩擦接触面积，而且 0 型圈本身的抗拒能力原来就能阻止扭曲。摩 擦力的分布也趋向保持 0 型圈在其沟槽中静止不动，因为静摩擦大于滑动摩擦，而且沟槽表面的粗糙度一般不 如滑动表面的粗糙度。

34、引起扭曲损伤的原因很多，其中最主要的是由于活塞、活塞杆和缸筒的间隙不均匀、偏心过大、0 型圈断面直径不均匀等造成，由于造成 0 型圈在一周多受的摩擦力不均匀， 0 型圈的某些部分摩擦过大，发生扭曲。通常， 断面尺寸较小的 0 型圈，容易产生摩擦不均匀。 造成扭曲（运动用 0 型圈比固定用 0 型圈的断面直径大就是这 个道理。）另外，由于密封沟槽存在着同轴度偏差，密封高度不相等以及 0 型圈截面直径不均匀等现象，可能使得 0 型圈 的一部分压缩过大，另一部分过小或不受压缩。当沟槽存在偏心即同轴偏差大于0 型圈的压缩量时，密封会完全失效。密封沟槽同轴度偏差大的另一个害处是使 0 型密封圈沿圆周压缩

35、不均。 此外还有由于 0 型圈截面直径、 材质硬度、润滑油膜厚度等的不均以及密封轴表面粗糙度等因素的影响， 导致 0 型圈的一部分沿工作表面滑动， 另一部分则发生滚动，从而造成 0 型圈的扭曲。运动用 0 型圈很容易因扭曲而损坏，这是密封装置发生损坏和泄漏的重要原因。因此提高密封沟槽的加工精密度以及减小偏心是保证 O 型圈具有可靠的密封性和寿命的重要 因素。安装密封圈不应是它处于扭曲状态。假如在安装时就被扭曲，则扭曲损伤就会很快发生。在工作中，扭曲现象 会将 O 型圈切断，产生大量漏油，而且切断的 O 型圈会混到液压系统的其他部位，造成重大事故。为了防止 O 型圈的扭曲损伤，在设计时应注意以下

36、几点1）O 型圈安装沟槽的同心度大小，应从加工方便和不产生扭曲现象两个方面来考虑。2）O 型圈断面尺寸应均匀，并且在每次安装时都应在密封部位充分涂抹润滑油或润滑脂。有时也可以采用浸透 润滑油的毡圈式加油装置。3 ）加大 O 型圈的截面直径，动密封用 O 型密封圈的截面直径一般应大于静密封用 O 型圈；此外， O 型圈应避 免用作大直径活塞的密封。4）在低压下也产生扭曲损伤时，可使用密封圈保护挡圈。5）降低缸筒和活塞杆的表面粗糙度。6 ）采用低摩擦系数的材料制作 O 型密封圈。7 ）可用不易产生扭曲现象的密封圈代替 O 型圈。4、 磨粒磨损现象当密封的间隙具有相对运动时，工作环境中的灰尘和沙粒等被粘附在活塞杆表面，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 型圈的磨损，以致其失去