密封是保證液壓系統(tǒng)正常工作最基本也是最重要的裝置。在液壓、氣動(dòng)系統(tǒng)中大部分泄漏是由于密封失效造成的。主要介紹了液壓系統(tǒng)對(duì)密封裝置的要求以及密封件的主要類(lèi)型，分析了O型密封圈失效的主要原因、失效形式,并提出了具體解決的辦法。

　　引言

　　密封是保證液壓系統(tǒng)正常工作最基本也是最重要的裝置。在液壓、氣動(dòng)系統(tǒng)中大部分泄漏是由于密封失效造成的。O形密封和密封裝置的性能和可靠性是衡量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量的重要指標(biāo)。如果密封不當(dāng)，會(huì)引起元件和系統(tǒng)的內(nèi)、外泄漏，不僅會(huì)使系統(tǒng)的容積效率降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)建立不起壓力而使系統(tǒng)無(wú)法工作；外泄漏還會(huì)弄臟設(shè)備，污染環(huán)境。因此，正確使用O型密封圈對(duì)保證液壓系統(tǒng)正常工作十分重要。

1、液壓系統(tǒng)對(duì)密封件材料的要求及其分類(lèi)

　　1.1、液壓系統(tǒng)對(duì)密封件材料的要求

　　(1)在液壓油中有較好的穩(wěn)定性，即體積變化小，膨脹、收縮率小，不易溶解、不會(huì)引起硬度的變化；當(dāng)溫度在使用范圍內(nèi)變化時(shí)，彈性和硬度變化要��；

　　(2)具有良好的密封性和適宜的彈性，在液壓油中壓縮復(fù)原性大，永久變形��；

　　(3)耐磨性好，摩擦系數(shù)小，運(yùn)動(dòng)靈活，工作壽命長(zhǎng)；

　　(4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工、使用、維修方便。

　　1.2、密封件的分類(lèi)

　　根據(jù)密封面間有無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，密封件可分為動(dòng)密封和靜密封兩大類(lèi)。目前常用的密封件以其斷面形狀命名，有O型、Y型、Yx型、V型以及組合式密封等。

　　O型密封圈的橫截面為圓形，可作為油、水、氣體等各種流體的密封使用，有靜密封和動(dòng)密封2類(lèi)。

　　Y型密封圈的橫截面類(lèi)似英文字母Y,不用支撐環(huán)而直接裝入溝槽內(nèi)即可起密封作用。但在壓力變化較大、滑動(dòng)速度較高的地方，要使用支撐環(huán)，以固定密封圈。它多用于液壓油缸活塞和活塞桿處的動(dòng)密封。

　　Yx型密封圈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是截面小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，截面的長(zhǎng)寬比在2倍以上，故而密封圈在溝槽中不會(huì)滾翻，一般只能在80℃以下長(zhǎng)期工作。有軸用和孔用2種形式。

　　V型密封圈一般由夾織物橡膠或聚四氟乙烯經(jīng)多層涂膠織物壓制而成。多用于液壓缸中端蓋和活塞桿之間的動(dòng)密封。

　　組合式密封是最近出現(xiàn)的一種新型密封，它集中了上述幾種密封的優(yōu)點(diǎn)。該密封耐高壓且摩擦力小，常用于伺服油缸的密封。

2、O型密封圈的工作機(jī)理

　　O型密封圈是流體動(dòng)力系統(tǒng)中使用最多的密封形式。由于O型密封圈具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性能良好、摩擦力小、溝槽尺寸小、易制造等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于液壓與氣動(dòng)元件中。

　　O型密封圈的工作機(jī)理：把O型密封圈裝在密封溝槽中，通過(guò)油(或氣)的壓力使其發(fā)生變形，向溝槽一側(cè)擠壓，封住被密封的接觸面，使液流(或氣流)不得通過(guò)，如圖1所示。這種密封在流體動(dòng)力系統(tǒng)中密封效果良好，但是，如果O型密封圈的設(shè)計(jì)和使用不當(dāng)，也容易造成密封性能的失效。

圖1 密封圈承壓圖

3、O型密封圈失效的原因、失效形式及解決辦法

　　3.1、失效的主要原因

　　(1)密封溝槽設(shè)計(jì)不合理；

　　(2)O型密封圈與所用介質(zhì)不相容；

　　(3)O型密封圈的尺寸選擇不正確；

　　(4)O型密封圈得不到充分的潤(rùn)滑。

　　此外，由于密封圈受力較復(fù)雜，有些原因很難診斷和判定，必要時(shí)要對(duì)它的材料和使用環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)研究。

　　3.2、常見(jiàn)失效形式及解決措施

　　(1)O型密封圈用后呈扁平形狀

　　①原因主要原因是密封圈的材料彈性和抗熱性能差。O型密封圈在液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)中使用一段時(shí)間后，常出現(xiàn)密封圈過(guò)度膨脹，壓緊力增大的現(xiàn)象。這是由于密封圈在生產(chǎn)過(guò)程中，橡膠硫化不夠完全，因而在壓力的作用下，密封圈截面的三邊被壓成扁平形狀；

　�、诮鉀Q辦法應(yīng)采用低凝固性能的橡膠材料。在一般工況下，選用耐熱橡膠材料(因在工作中摩擦?xí)�產(chǎn)生熱量)如丁腈橡膠、氯丁橡膠等；確認(rèn)密封圈材料應(yīng)與所使用介質(zhì)相容，檢驗(yàn)密封圈的物理性能應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

　　(2)O型密封圈磨損

　�、僭�因這種失效形式多出現(xiàn)在有相對(duì)移動(dòng)和振動(dòng)的密封中，可通過(guò)觀察密封圈與滑動(dòng)面接觸部位磨耗量來(lái)判斷。主要原因是：密封的滑動(dòng)表面粗糙，導(dǎo)致密封圈過(guò)早磨損；密封滑動(dòng)表面太光滑，使密封潤(rùn)滑不良；油液系統(tǒng)中含有污染顆粒；

　�、诮鉀Q辦法按照推薦的加工粗糙度來(lái)制造，保證滑動(dòng)面與密封圈在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中潤(rùn)滑充分(主要是內(nèi)部潤(rùn)滑)，保證系統(tǒng)中過(guò)濾器精度，用耐磨性更好的O型密封圈材料，如聚氨脂橡膠等。

　　(3)O型密封圈受熱硬化和氧化

　�、僭�因由于工作溫度超出正常使用范圍，使彈性體硬化，增塑劑蒸發(fā)、氧化，導(dǎo)致密封圈產(chǎn)生與作用壓力方向垂直的小的表面裂口，從而出現(xiàn)了局部凹痕或開(kāi)裂現(xiàn)象。這種失效主要是暴露在空氣中的動(dòng)靜密封或與其他空氣污染物接觸的密封圈上；

　　②解決辦法采用抗氧化性能較好和耐高溫的材料，降低系統(tǒng)油液工作溫度。

　　(4)O型密封圈出現(xiàn)凸出、啃咬和螺旋狀失效

　�、僭�因凸出、啃咬失效的主要原因：密封間隙過(guò)大，系統(tǒng)壓力超過(guò)密封承壓強(qiáng)度或未加擋圈，密封圈材料未達(dá)到設(shè)計(jì)硬度要求，密封圈密封溝槽加工尺寸不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，密封圈選取不合適(相對(duì)于密封溝槽尺寸太大)等。螺旋失效的主要原因：零件的同心度太低、潤(rùn)滑不夠充分、密封圈材料太軟，當(dāng)密封圈的某些部分在滑動(dòng)而另一部分卻在滾動(dòng)，從而引起扭曲或裂口；

　�、诮鉀Q辦法減小密封間隙，選用尺寸合適的

　　O型密封圈，保證零件的同心度符合設(shè)計(jì)要求；密封溝槽嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)加工，使用增強(qiáng)的復(fù)合密封，如組合墊，采用符合設(shè)計(jì)要求的密封圈材料或增加阻止O型密封圈被擠出的擋圈。

　　(5)O型密封圈在安裝過(guò)程中損壞

　　①原因這種情況常出現(xiàn)在動(dòng)、靜密封中。主要原因是密封溝槽上有尖銳棱角或?qū)�入的倒角不符合�?biāo)準(zhǔn)，安裝時(shí)沒(méi)有涂抹潤(rùn)滑油，從而使密封圈被尖銳的刃口切傷、發(fā)生扭曲或卡住，表面產(chǎn)生凹(或凸)痕、起皮或剝落現(xiàn)象；

　�、诮鉀Q辦法按照設(shè)計(jì)要求加工密封溝槽，不得留有銳邊，安裝時(shí)在溝槽及密封圈上涂上潤(rùn)滑油液，當(dāng)O型密封圈通過(guò)螺紋時(shí)，在螺紋上套金屬薄片或帶等，以使密封圈順利地插入。

4、結(jié)語(yǔ)

　　O型密封圈具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，在液壓元件及系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)O型密封圈的工作機(jī)理、失效形式、失效原因以及解決辦法做了進(jìn)一步的分析總結(jié)。只有在工作中積累經(jīng)驗(yàn)，不斷總結(jié)分析使用中出現(xiàn)的問(wèn)題，才能使O型密封圈得到更好的應(yīng)用。