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橡胶密封圈损坏有哪几种表现形式

时间:2020-03-11572 次浏览

信息摘要:在高压、高温的作业条件下,橡胶密封圈损坏的首要缘由是橡胶密封圈的持久变形和橡胶密封圈被挤入密封空隙而致使的空隙咬伤,橡胶密封圈在运动时呈现歪曲现象。

橡胶密封圈规划、运用不当会加快它的损坏,损失密封功能。实验标明,如密封设备各有些规划合理,单纯地进步压力,并不会形成橡胶密封圈的损坏。在高压、高温的作业条件下,橡胶密封圈损坏的首要缘由是橡胶密封圈的持久变形和橡胶密封圈被挤入密封空隙而致使的空隙咬伤,橡胶密封圈在运动时呈现歪曲现象。 

1、持久变形 

因为橡胶密封圈用的组成橡胶资料是归于粘弹性资料,所以前期设定的压紧量和回弹阻塞才能经长期的运用,会发作持久变形而逐步损失,结尾发作走漏。持久变形和弹力不见是橡胶密封圈失掉密封功能的首要缘由,以下是形成持久变形的首要缘由。 

1)紧缩率和拉伸量与持久变形的联系 

制造橡胶密封圈所用的各种配方的橡胶,在紧缩状况下都会发作紧缩应力松懈表象,此刻,紧缩应力跟着时刻的添加而减小。运用时刻越长、紧缩率和拉伸量越大,则由橡胶应力松懈而发作的应力下降就越大,致使橡胶密封圈弹性不足,失掉密封才能。因而,在答应的运用条件下,设法下降紧缩率是可取的。添加橡胶密封圈的截面尺度是下降紧缩率最简略的办法,不过这会带来布局尺度的添加。 

大概留意,大家在核算紧缩率时,通常疏忽了橡胶密封圈在设备时受拉伸而致使的截面高度的减小。橡胶密封圈截面面积的改变是与其周长的改变成反比的。一同,因为拉力的效果,橡胶密封圈的截面形状也会发作改变,就体现为其高度的减小。此外,在外表张力效果下,橡胶密封圈的外外表变得更平了,即截面高度略有减小。这也是橡胶密封圈紧缩应力松懈的一种体现。 

橡胶橡胶密封圈截面变形的程度,还取决于橡胶密封圈原料的硬度。在拉伸量一样的状况下,硬度大的橡胶密封圈,其截面高度也减小较多,从这一点看,大概依照运用条件尽量选用低硬度的原料。在液体压力和张力的效果下,橡胶资料的橡胶密封圈也会逐步发作塑性变形,其截面高度会相应减小,致使最后失掉密封才能。 

2)温度与橡胶密封圈驰张进程的联系 

运用温度是影响橡胶橡胶密封圈持久变形的另一个重要要素。高温会加快橡胶资料的老化。作业温度越高,橡胶密封圈的紧缩持久变形就越大。当持久变形大于40%时,橡胶密封圈就失掉了密封才能而发作走漏。因紧缩变形而在橡胶密封圈的橡胶资料中形成的初始应力值,将跟着橡胶密封圈的驰张进程和温度下降的效果而逐步下降致使不见。温度在零下作业的橡胶密封圈,其初始紧缩能够因为温度的急剧下降而减小或彻底不见。在-50℃~-60℃的状况下,不耐低温的橡胶资料会彻底损失初始应力;即便耐低温的橡胶资料,此刻的初始应力也不会大于20℃时初始应力的25%。这是因为橡胶密封圈的初始紧缩量取决于线胀系数。所以,挑选初始紧缩量时,就必须确保在因为驰张进程和温度下降而形成应力下降后仍有足够的密封才能。 

温度在零下作业的橡胶密封圈,应特别留意橡胶资料的康复指数和变形指数。 

综上所述,在规划上应尽量确保橡胶密封圈具有适合的作业温度,或选用耐高、低温的橡胶密封圈资料,以延长运用寿数。 

3)介质作业压力与持久变形 

作业介质的压力是致使橡胶密封圈持久变形的首要要素。现代液压设备的作业压力正日益进步。长期的高压效果会使橡胶密封圈发作持久变形。因而,规划时应根据作业压力选用恰当的耐压橡胶资料。作业压力越高,所用资料的硬度和耐高压功能也应越高。 

为了改进橡胶密封圈资料的耐压功能,添加资料的弹性(特别是添加资料在低温下的弹性)、下降资料的紧缩持久变形,通常需要改进资料的配方,参加增塑剂。可是,具有增塑剂的O密封形圈,长期在作业介质中浸泡,增塑剂会逐步被作业介质吸取,致使橡胶密封圈体积缩短,甚至能够使橡胶密封圈发作负紧缩(即在橡胶密封圈和被密封件的外表之间呈现空隙)。因而,在核算橡胶密封圈紧缩量和进行模具规划时,应充沛思考到这些缩短量。应使限制出的橡胶密封圈在作业介质中浸泡5~10昼夜后仍能坚持必要的尺度。 

橡胶密封圈资料的紧缩持久变形率与温度有关。当变形率在40%或更大时,即会呈现走漏,所以几种胶料的耐热性界限为:丁腈橡胶70℃,三元乙丙橡胶100℃,氟橡胶140℃。因而各国对橡胶密封圈的持久变形作了规则。中国标准橡胶资料的橡胶密封圈在不一样温度下的尺度改变见表。同一资料的橡胶密封圈,在同一温度下,截面直径大的橡胶密封圈紧缩持久变形率较低。 

在油中的状况就不一样了。因为此刻橡胶密封圈不与氧气触摸,所以上述不良反应大为削减。加之又通常会致使胶料有必定的胀大,所以因温度致使的紧缩持久变形率将被抵消。因而,在油中的耐热性大为进步。以丁腈橡胶为例,它的作业温度可达120℃或更高。 

2、空隙咬伤 

被密封的零件存在着几许精度(包含圆度、椭圆度、圆柱度、同轴度等)不良、零件之间不一样心以及高压下内径胀大等表象,都会致使密封空隙的扩大和空隙挤呈表象的加重。橡胶密封圈的硬度对空隙挤呈表象也有显着的影响。液体或气体的压力越高,橡胶密封圈资料硬度越小,则橡胶密封圈的空隙挤呈表象越严峻。 

防止空隙咬伤的办法是,对橡胶密封圈的硬度和密封空隙加以严厉的操控。选用硬度合适的密封资料操控空隙。常用的橡胶密封圈的硬度范围是HS60-90。低硬度者用于低压,高硬度者用于高压。 

配用恰当的密封圈维护挡圈,是防止橡胶密封圈被挤入空隙的有用办法。 

3、歪曲现象

歪曲是指橡胶密封圈沿周向发作改变的现象,歪曲表象通常发作在动密封状况。 

橡胶密封圈假如设备的妥善,并且运用条件恰当,通常不大简单在往复运动状况下发作翻滚或歪曲,因为橡胶密封圈与沟槽的触摸面积大于在滑动外表上的冲突触摸面积,并且橡胶密封圈自身的抵抗才能正本就能阻碍歪曲。冲突力的散布也趋向坚持橡胶密封圈在其沟槽中静止不动,因为静冲突大于滑动冲突,并且沟槽外表的粗糙度通常不如滑动外表的粗糙度。 

致使歪曲损害的缘由许多,其中最首要的是因为活塞、活塞杆和缸筒的空隙不均匀、偏疼过大、橡胶密封圈断面直径不均匀等形成,因为形成橡胶密封圈在一周多受的冲突力不均匀,橡胶密封圈的某些有些冲突过大,发作歪曲。通常,断面尺度较小的橡胶密封圈,简单发作冲突不均匀。形成歪曲(运动用橡胶密封圈比固定用橡胶密封圈的断面直径大即是这个道理。) 

别的,因为密封沟槽存在着同轴度误差,密封高度不相等以及橡胶密封圈截面直径不均匀等表象,能够使得橡胶密封圈的一有些紧缩过大,另一有些过小或不受紧缩。当沟槽存在偏疼即同轴误差大于橡胶密封圈的紧缩量时,密封会彻底失效。密封沟槽同轴度误差大的另一个坏处是使橡胶密封圈沿圆周紧缩不均。此外还有因为橡胶密封圈截面直径、原料硬度、光滑油膜厚度等的不均以及密封轴外表粗糙度等要素的影响,致使橡胶密封圈的一有些沿工件外表滑动,另一有些则发作翻滚,然后形成橡胶密封圈的歪曲。运动使圈很简单因歪曲而损坏,这是密封设备发作损坏和走漏的重要缘由。因而进步密封沟槽的加工精密度以及减小偏疼是确保橡胶密封圈具有可靠的密封性和寿数的重要要素。 

设备密封圈不应是它处于歪曲状况。假如在设备时就被歪曲,则歪曲损害就会很快发作。在作业中,歪曲表象会将橡胶密封圈堵截,发作很多漏油,并且堵截的橡胶密封圈会混到液压体系的其他部位,形成重大事故。 

为了防止橡胶密封圈的歪曲损害,在规划时应留意以下几点。

1)橡胶密封圈设备沟槽的同心度巨细,应从加工便利和不发作歪曲表象两个方面来思考。 

2)橡胶密封圈断面尺度应均匀,并且在每次设备时都应在密封部位充沛涂抹光滑油或光滑脂。有时也能够选用渗透光滑油的毡圈式加油设备。 

3)加大橡胶密封圈的截面直径,动密封用橡胶密封圈的截面直径通常应大于静密封用橡胶密封圈;此外,橡胶密封圈应防止用作大直径活塞的密封。 

4)在低压下也发作歪曲损害时,可运用密封圈维护挡圈。 

5)下降缸筒和活塞杆的外表粗糙度。 

6)选用低冲突系数的资料制造橡胶密封圈。 

7)可用不易发作歪曲表象的密封圈替代橡胶密封圈。 

4、磨粒磨损现象 

当密封的空隙具有相对运动时,作业环境中的灰尘和沙粒等被粘附在活塞杆外表,并跟着活塞杆的往复运动与油膜一同被带入缸内,变成侵入橡胶密封圈外表的磨粒,加快橡胶密封圈的磨损,致使其失掉密封性。为了防止这种状况发作,在往复运动式密封设备的外伸轴端处必须运用防尘圈。 

5、滑动外表对橡胶密封圈的影响 

滑动外表的粗糙度是影响橡胶密封圈外表冲突与磨损的直接要素。通常地说,外表光亮冲突与磨损就小,所以滑动外表的粗糙度数值通常很低(Ra0.2-0.050μm)。可是,实验标明,外表粗糙过低(Ra低于0.050μm)又会给冲突与磨损带来晦气的影响。这是因为细小的外表高低不平,能够坚持必要的光滑油膜。因而要挑选恰当的外表需求。 

滑动外表的原料对橡胶密封圈的寿数也有影响。滑动外表原料的硬度越大、耐磨性越高、坚持光亮的才能就越强,橡胶密封圈的寿数也就越长。这也是液压缸活塞杆外表镀铬的重要缘由。同理能够讲解具有相同粗糙度的用铜、铝合金制成的滑动外表比钢制滑动外表对密封圈的冲突与磨损更为严峻,低硬度、大紧缩量的密封圈不如高硬度、小紧缩量的密封圈经用的状况。 

6、冲突力与橡胶密封圈的使用 

在动密封设备中,冲突与磨损是橡胶密封圈损坏的重要影响要素。磨损程度首要取决于冲突力的巨细。当液体压力细小时,橡胶密封圈冲突力的巨细取决于它的预紧缩量。当作业液体接受压力时,冲突力随之作业压力的添加而增大。在作业压力小于20MPa的状况下,近似地呈线形联系。压力大于20MPa时,跟着压力的添加,橡胶密封圈与金属外表触摸面积的添加也逐步缓慢,冲突力的添加也相应缓慢。在正常状况下,橡胶密封圈的运用寿数跟着液体压力的升高将会近似的呈平方联系而减小。 

冲突力的添加,使得旋转或往复运动的轴与橡胶密封圈之间发作很多的冲突热。因为大都橡胶密封圈都是用橡胶制成的,导热性极差。因而,冲突热就会致使橡胶的老化,致使橡胶密封圈实效,损坏其密封功能。冲突还会致使橡胶密封圈外表损害,使紧缩量减小。严峻的冲突会很快致使橡胶密封圈的外表损坏,失掉密封性。作气动往复运动用密封时,冲突热还会致使粘着,形成冲突力进一步添加。运动用密封在低速运动时,冲突阻力仍是致使匍匐的一个要素,影响元件和体系的作业功能。所以对运动密封来说,冲突性是重要功能之一。冲突系数是冲突特性的一个评估指标,组成橡胶冲突系数较大,因为密封在运动状况时,通常处于作业油液或光滑剂参加的混合光滑状况,冲突系数通常在0.1以下。 

冲突力的巨细在很大程度上取决于被密封件的外表硬度与外表粗糙度。 

7、焦耳热效应 

橡胶资料的焦耳热效应,是指处于拉伸状况的橡胶遇热发作缩短的现象。在设备橡胶密封圈时,为了使它在密封沟槽内不发作窜动,在用作往复运动密封时,不发作歪曲表象,通常使它处于某种程度的拉伸状况。但假如将这种设备办法用于旋转运动,就会发作不良的成果。正本现已紧箍在旋转轴上的橡胶密封圈,因旋转运动发作的冲突热而缩短,进而使这种紧箍力增大,这样,发作冲突热→缩短→紧箍力增大→发作冲突热→……,如此重复循环,就大大地促进了橡胶的老化和磨损。


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