橡膠O型圈使用壽命解析
國標沒有詳細規定,關於橡膠O型圈壽命問題。國外的品牌也沒有規定。設計上應盡量保證O形圈具有適宜的工作溫度,或選用耐高、低溫的O形圈材料,以延長使用壽命。溫度在零下工作的O形圈,應特別注意橡膠資料的恢複指數和變形指數。綜上所述。
而影響其使用壽命的因素較多。比如溫度、壓力、介質、配合部件加工精度等等。舉個例子,這主要是因為o型圈的使用範圍廣泛。如果密封件工作在耐溫上限附近,密封件將會快速老化損壞,而如果在適當的工作溫度下,壽命可能會長的多。
任何拋開使用工況規定的使用壽命都是沒有意義的
所以初期設定的壓緊量和回彈堵塞能力經長時間的使用,由於O形圈密封圈用的合成橡膠資料是屬於粘彈性材料。會發生永久變形而逐漸喪失,最終發生泄漏。
那麽造成橡膠O型圈永久變形的原因是什麽?如何才幹延長橡膠O型圈的使用壽命呢?
以下是造成永久變形的主要原因。永久變形和彈力消失是O形圈失去密封性能的主要原因。
1、溫度與O形圈馳張過程的關係
O形圈的壓縮永久變形就越大。當永久變形大於40%時,使用溫度是影響O形圈永久變形的另一個重要因素。高溫會加速橡膠資料的老化。工作溫度越高。O形圈就失去了密封能力而發生泄漏。因壓縮變形而在O形圈的橡膠資料中形成的初始應力值,將隨著O形圈的馳張過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形圈,其初始壓縮可能由於溫度的急劇降低而減小或完全消失。-50~-60℃的情況下,不耐低溫的橡膠資料會完全喪失初始應力;即使耐低溫的橡膠資料,此時的初始應力也不會大於20℃時初始應力的25%這是因為O形圈的初始壓縮量取決於線脹係數。所以,選取初始壓縮量時,就必須保證在由於馳張過程和溫度下降而造成應力下降後仍有足夠的密封能力。
2、壓縮率和拉伸量與永久變形的關係
壓縮狀態下都會發生壓縮應力鬆弛現象,製作O形圈所用的各種配方的橡膠。此時,壓縮應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,則由橡膠應力鬆弛而產生的應力下降就越大,以致O形圈彈性不足,失去密封能力。因此,允許的使用條件下,設法降低壓縮率是可取的增加O形圈的截麵尺寸是降低壓縮率最簡單的方法,不過這會帶來結構尺寸的增加。
人們計算壓縮率時,應該注意。往往忽略了O形圈在裝配時受拉伸而引起的截麵高度的減小。O形圈截麵麵積的變化是與其周長的變化成反比的同時,由於拉力的作用,O形圈的截麵形狀也會發生變化,就表示為其高度的減小。此外,外表張力作用下,O形圈的外表麵變得更平了即截麵高度略有減小。這也是O形密封圈壓縮應力鬆弛的一種表現。O形圈截麵變形的水平,還取決於O形圈材質的硬度。拉伸量相同的情況下,硬度大的O形圈,其截麵高度也減小較多,從這一點看,應該依照使用條件盡量選用低硬度的材質。液體壓力和張力的作用下,橡膠資料的O形密封圈也會逐漸發生塑性變形,其截麵高度會相應減小,以致最後失去密封能力。
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