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        橡膠密封圈損壞有哪幾種表現形式

        時間:2020-03-11819 次瀏覽

        信息摘要:在高壓、高溫的作業條件下,橡膠密封圈損壞的首要緣由是橡膠密封圈的持久變形和橡膠密封圈被擠入密封空隙而致使的空隙咬傷,橡膠密封圈在運動時呈現歪曲現象。

        橡膠密封圈規劃、運用不當會加快它的損壞,損失密封功能。實驗標明,如密封設備各有些規劃合理,單純地進步壓力,并不會形成橡膠密封圈的損壞。在高壓、高溫的作業條件下,橡膠密封圈損壞的首要緣由是橡膠密封圈的持久變形和橡膠密封圈被擠入密封空隙而致使的空隙咬傷,橡膠密封圈在運動時呈現歪曲現象。 

        1、持久變形 

        因為橡膠密封圈用的組成橡膠資料是歸于粘彈性資料,所以前期設定的壓緊量和回彈阻塞才能經長期的運用,會發作持久變形而逐步損失,結尾發作走漏。持久變形和彈力不見是橡膠密封圈失掉密封功能的首要緣由,以下是形成持久變形的首要緣由。 

        1)緊縮率和拉伸量與持久變形的聯系 

        制造橡膠密封圈所用的各種配方的橡膠,在緊縮狀況下都會發作緊縮應力松懈表象,此刻,緊縮應力跟著時刻的添加而減小。運用時刻越長、緊縮率和拉伸量越大,則由橡膠應力松懈而發作的應力下降就越大,致使橡膠密封圈彈性不足,失掉密封才能。因而,在答應的運用條件下,設法下降緊縮率是可取的。添加橡膠密封圈的截面尺度是下降緊縮率最簡略的辦法,不過這會帶來布局尺度的添加。 

        大概留意,大家在核算緊縮率時,通常疏忽了橡膠密封圈在設備時受拉伸而致使的截面高度的減小。橡膠密封圈截面面積的改變是與其周長的改變成反比的。一同,因為拉力的效果,橡膠密封圈的截面形狀也會發作改變,就體現為其高度的減小。此外,在外表張力效果下,橡膠密封圈的外外表變得更平了,即截面高度略有減小。這也是橡膠密封圈緊縮應力松懈的一種體現。 

        橡膠橡膠密封圈截面變形的程度,還取決于橡膠密封圈原料的硬度。在拉伸量一樣的狀況下,硬度大的橡膠密封圈,其截面高度也減小較多,從這一點看,大概依照運用條件盡量選用低硬度的原料。在液體壓力和張力的效果下,橡膠資料的橡膠密封圈也會逐步發作塑性變形,其截面高度會相應減小,致使最后失掉密封才能。 

        2)溫度與橡膠密封圈馳張進程的聯系 

        運用溫度是影響橡膠橡膠密封圈持久變形的另一個重要要素。高溫會加快橡膠資料的老化。作業溫度越高,橡膠密封圈的緊縮持久變形就越大。當持久變形大于40%時,橡膠密封圈就失掉了密封才能而發作走漏。因緊縮變形而在橡膠密封圈的橡膠資料中形成的初始應力值,將跟著橡膠密封圈的馳張進程和溫度下降的效果而逐步下降致使不見。溫度在零下作業的橡膠密封圈,其初始緊縮能夠因為溫度的急劇下降而減小或徹底不見。在-50℃~-60℃的狀況下,不耐低溫的橡膠資料會徹底損失初始應力;即便耐低溫的橡膠資料,此刻的初始應力也不會大于20℃時初始應力的25%。這是因為橡膠密封圈的初始緊縮量取決于線脹系數。所以,挑選初始緊縮量時,就必須確保在因為馳張進程和溫度下降而形成應力下降后仍有足夠的密封才能。 

        溫度在零下作業的橡膠密封圈,應特別留意橡膠資料的康復指數和變形指數。 

        綜上所述,在規劃上應盡量確保橡膠密封圈具有適合的作業溫度,或選用耐高、低溫的橡膠密封圈資料,以延長運用壽數。 

        3)介質作業壓力與持久變形 

        作業介質的壓力是致使橡膠密封圈持久變形的首要要素?,F代液壓設備的作業壓力正日益進步。長期的高壓效果會使橡膠密封圈發作持久變形。因而,規劃時應根據作業壓力選用恰當的耐壓橡膠資料。作業壓力越高,所用資料的硬度和耐高壓功能也應越高。 

        為了改進橡膠密封圈資料的耐壓功能,添加資料的彈性(特別是添加資料在低溫下的彈性)、下降資料的緊縮持久變形,通常需要改進資料的配方,參加增塑劑??墒?,具有增塑劑的O密封形圈,長期在作業介質中浸泡,增塑劑會逐步被作業介質吸收,致使橡膠密封圈體積縮短,甚至能夠使橡膠密封圈發作負緊縮(即在橡膠密封圈和被密封件的外表之間呈現空隙)。因而,在核算橡膠密封圈緊縮量和進行模具規劃時,應充沛思考到這些縮短量。應使限制出的橡膠密封圈在作業介質中浸泡5~10晝夜后仍能堅持必要的尺度。 

        橡膠密封圈資料的緊縮持久變形率與溫度有關。當變形率在40%或更大時,即會呈現走漏,所以幾種膠料的耐熱性界限為:丁腈橡膠70℃,三元乙丙橡膠100℃,氟橡膠140℃。因而各國對橡膠密封圈的持久變形作了規則。中國標準橡膠資料的橡膠密封圈在不一樣溫度下的尺度改變見表。同一資料的橡膠密封圈,在同一溫度下,截面直徑大的橡膠密封圈緊縮持久變形率較低。 

        在油中的狀況就不一樣了。因為此刻橡膠密封圈不與氧氣觸摸,所以上述不良反應大為削減。加之又通常會致使膠料有必定的脹大,所以因溫度致使的緊縮持久變形率將被抵消。因而,在油中的耐熱性大為進步。以丁腈橡膠為例,它的作業溫度可達120℃或更高。 

        2、空隙咬傷 

        被密封的零件存在著幾許精度(包含圓度、橢圓度、圓柱度、同軸度等)不良、零件之間不一樣心以及高壓下內徑脹大等表象,都會致使密封空隙的擴大和空隙擠呈表象的加重。橡膠密封圈的硬度對空隙擠呈表象也有顯著的影響。液體或氣體的壓力越高,橡膠密封圈資料硬度越小,則橡膠密封圈的空隙擠呈表象越嚴峻。 

        防止空隙咬傷的辦法是,對橡膠密封圈的硬度和密封空隙加以嚴厲的操控。選用硬度合適的密封資料操控空隙。常用的橡膠密封圈的硬度范圍是HS60-90。低硬度者用于低壓,高硬度者用于高壓。 

        配用恰當的密封圈維護擋圈,是防止橡膠密封圈被擠入空隙的有用辦法。 

        3、歪曲現象

        歪曲是指橡膠密封圈沿周向發作改變的現象,歪曲表象通常發作在動密封狀況。 

        橡膠密封圈假如設備的妥善,并且運用條件恰當,通常不大簡單在往復運動狀況下發作翻滾或歪曲,因為橡膠密封圈與溝槽的觸摸面積大于在滑動外表上的沖突觸摸面積,并且橡膠密封圈自身的抵抗才能正本就能阻礙歪曲。沖突力的散布也趨向堅持橡膠密封圈在其溝槽中靜止不動,因為靜沖突大于滑動沖突,并且溝槽外表的粗糙度通常不如滑動外表的粗糙度。 

        致使歪曲損害的緣由許多,其中最首要的是因為活塞、活塞桿和缸筒的空隙不均勻、偏疼過大、橡膠密封圈斷面直徑不均勻等形成,因為形成橡膠密封圈在一周多受的沖突力不均勻,橡膠密封圈的某些有些沖突過大,發作歪曲。通常,斷面尺度較小的橡膠密封圈,簡單發作沖突不均勻。形成歪曲(運動用橡膠密封圈比固定用橡膠密封圈的斷面直徑大即是這個道理。) 

        別的,因為密封溝槽存在著同軸度誤差,密封高度不相等以及橡膠密封圈截面直徑不均勻等表象,能夠使得橡膠密封圈的一有些緊縮過大,另一有些過小或不受緊縮。當溝槽存在偏疼即同軸誤差大于橡膠密封圈的緊縮量時,密封會徹底失效。密封溝槽同軸度誤差大的另一個壞處是使橡膠密封圈沿圓周緊縮不均。此外還有因為橡膠密封圈截面直徑、原料硬度、光滑油膜厚度等的不均以及密封軸外表粗糙度等要素的影響,致使橡膠密封圈的一有些沿工件外表滑動,另一有些則發作翻滾,然后形成橡膠密封圈的歪曲。運動使圈很簡單因歪曲而損壞,這是密封設備發作損壞和走漏的重要緣由。因而進步密封溝槽的加工精密度以及減小偏疼是確保橡膠密封圈具有可靠的密封性和壽數的重要要素。 

        設備密封圈不應是它處于歪曲狀況。假如在設備時就被歪曲,則歪曲損害就會很快發作。在作業中,歪曲表象會將橡膠密封圈堵截,發作很多漏油,并且堵截的橡膠密封圈會混到液壓體系的其他部位,形成重大事故。 

        為了防止橡膠密封圈的歪曲損害,在規劃時應留意以下幾點。

        1)橡膠密封圈設備溝槽的同心度巨細,應從加工便利和不發作歪曲表象兩個方面來思考。 

        2)橡膠密封圈斷面尺度應均勻,并且在每次設備時都應在密封部位充沛涂抹光滑油或光滑脂。有時也能夠選用滲透光滑油的氈圈式加油設備。 

        3)加大橡膠密封圈的截面直徑,動密封用橡膠密封圈的截面直徑通常應大于靜密封用橡膠密封圈;此外,橡膠密封圈應防止用作大直徑活塞的密封。 

        4)在低壓下也發作歪曲損害時,可運用密封圈維護擋圈。 

        5)下降缸筒和活塞桿的外表粗糙度。 

        6)選用低沖突系數的資料制造橡膠密封圈。 

        7)可用不易發作歪曲表象的密封圈替代橡膠密封圈。 

        4、磨粒磨損現象 

        當密封的空隙具有相對運動時,作業環境中的灰塵和沙粒等被粘附在活塞桿外表,并跟著活塞桿的往復運動與油膜一同被帶入缸內,變成侵入橡膠密封圈外表的磨粒,加快橡膠密封圈的磨損,致使其失掉密封性。為了防止這種狀況發作,在往復運動式密封設備的外伸軸端處必須運用防塵圈。 

        5、滑動外表對橡膠密封圈的影響 

        滑動外表的粗糙度是影響橡膠密封圈外表沖突與磨損的直接要素。通常地說,外表光亮沖突與磨損就小,所以滑動外表的粗糙度數值通常很低(Ra0.2-0.050μm)??墒?,實驗標明,外表粗糙過低(Ra低于0.050μm)又會給沖突與磨損帶來晦氣的影響。這是因為細小的外表高低不平,能夠堅持必要的光滑油膜。因而要挑選恰當的外表需求。 

        滑動外表的原料對橡膠密封圈的壽數也有影響?;瑒油獗碓系挠捕仍酱?、耐磨性越高、堅持光亮的才能就越強,橡膠密封圈的壽數也就越長。這也是液壓缸活塞桿外表鍍鉻的重要緣由。同理能夠解說具有相同粗糙度的用銅、鋁合金制成的滑動外表比鋼制滑動外表對密封圈的沖突與磨損更為嚴峻,低硬度、大緊縮量的密封圈不如高硬度、小緊縮量的密封圈經用的狀況。 

        6、沖突力與橡膠密封圈的使用 

        在動密封設備中,沖突與磨損是橡膠密封圈損壞的重要影響要素。磨損程度首要取決于沖突力的巨細。當液體壓力細小時,橡膠密封圈沖突力的巨細取決于它的預緊縮量。當作業液體接受壓力時,沖突力隨之作業壓力的添加而增大。在作業壓力小于20MPa的狀況下,近似地呈線形聯系。壓力大于20MPa時,跟著壓力的添加,橡膠密封圈與金屬外表觸摸面積的添加也逐步緩慢,沖突力的添加也相應緩慢。在正常狀況下,橡膠密封圈的運用壽數跟著液體壓力的升高將會近似的呈平方聯系而減小。 

        沖突力的添加,使得旋轉或往復運動的軸與橡膠密封圈之間發作很多的沖突熱。因為大都橡膠密封圈都是用橡膠制成的,導熱性極差。因而,沖突熱就會致使橡膠的老化,致使橡膠密封圈實效,損壞其密封功能。沖突還會致使橡膠密封圈外表損害,使緊縮量減小。嚴峻的沖突會很快致使橡膠密封圈的外表損壞,失掉密封性。作氣動往復運動用密封時,沖突熱還會致使粘著,形成沖突力進一步添加。運動用密封在低速運動時,沖突阻力仍是致使匍匐的一個要素,影響元件和體系的作業功能。所以對運動密封來說,沖突性是重要功能之一。沖突系數是沖突特性的一個評估指標,組成橡膠沖突系數較大,因為密封在運動狀況時,通常處于作業油液或光滑劑參加的混合光滑狀況,沖突系數通常在0.1以下。 

        沖突力的巨細在很大程度上取決于被密封件的外表硬度與外表粗糙度。 

        7、焦耳熱效應 

        橡膠資料的焦耳熱效應,是指處于拉伸狀況的橡膠遇熱發作縮短的現象。在設備橡膠密封圈時,為了使它在密封溝槽內不發作竄動,在用作往復運動密封時,不發作歪曲表象,通常使它處于某種程度的拉伸狀況。但假如將這種設備辦法用于旋轉運動,就會發作不良的成果。正本現已緊箍在旋轉軸上的橡膠密封圈,因旋轉運動發作的沖突熱而縮短,進而使這種緊箍力增大,這樣,發作沖突熱→縮短→緊箍力增大→發作沖突熱→……,如此重復循環,就大大地促進了橡膠的老化和磨損。


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