當密封的間隙具有相對運動時,工作環境中的灰塵和沙粒等被粘附在活塞杆表麵,並隨著活塞杆的往複運動與油膜一起被帶入缸內,成為侵入O形密封圈表麵的磨粒,加速O形圈的磨損,以致其失去密封性。為了避免這種情況發生,在往複運動式密封裝置的外伸軸端處必須使用防塵圈。
滑動表麵對
橡膠O型圈的影響
滑動表麵的粗糙度是影響
橡膠O型圈表麵摩擦與磨損的直接因素。一般地說,表麵光潔摩擦與磨損就小,所以滑動表麵的粗糙度數值往往很低(Ra0.2-.050μm)。但是,試驗表明,表麵粗糙過低(Ra低於0.050μm)又會給摩擦與磨損帶來不利的影響。這是因為微小的表麵凹凸不平,可以保持必要的潤滑油膜。因此要選擇適當的表麵要求。 滑動表麵的材質對O形圈的壽命也有影響。滑動表麵材質的硬度越大、耐磨性越高、保持光潔的能力就越強,O形圈的壽命也就越長。這也是液壓缸活塞杆表麵鍍鉻的重要原因。同理可以解釋具有同樣粗糙度的用銅、鋁合金製成的滑動表麵比鋼製滑動表麵對密封圈的摩擦與磨損更為嚴重,低硬度、大壓縮量的密封圈不如高硬度、小壓縮量的密封圈耐用的情況。
摩擦力與O形圈的應用 在動密封裝置中,摩擦與磨損是O形圈損壞的重要影響因素。磨損程度主要取決於摩擦力的大小。當液體壓力微小時,O形圈摩擦力的大小取決於它的預壓縮量。當工作液體承受壓力時,摩擦力隨之工作壓力的增加而增大。在工作壓力小於20MPa的情況下,近似地呈線形關係。壓力大於20MPa時,隨著壓力的增加,
橡膠O型圈與金屬表麵接觸麵積的增加也逐漸緩慢,摩擦力的增加也相應緩慢。在正常情況下,O形圈的使用壽命隨著液體壓力的升高將會近似的呈平方關係而減小。摩擦力的增加,使得旋轉或往複運動的軸與O形密封圈之間產生大量的摩擦熱。由於多數
橡膠O型圈都是用橡膠製成的,導熱性極差。因此,摩擦熱就會引起橡膠的老化,導致O形圈實效,破壞其密封性能。摩擦還會引起O形圈表麵損傷,使壓縮量減小。嚴重的摩擦會很快引起O形圈的表麵損壞,失去密封性。作氣動往複運動用密封時,摩擦熱還會引起粘著,造成摩擦力進一步增加。運動用密封在低速運動時,摩擦阻力還是引起爬行的一個因素,影響元件和係統的工作性能。所以對運動密封來說,摩擦性是重要性能之一。摩擦係數是摩擦特性的一個評價指標,合成橡膠摩擦係數較大,由於密封在運動狀態時,通常處於工作油液或潤滑劑參與的混合潤滑狀態,摩擦係數一般在0.1以下。 摩擦力的大小在很大程度上取決於被密封件的表麵硬度與表麵粗糙度。 7、焦耳熱效應 橡膠材料的焦耳熱效應,是指處於拉伸狀態的橡膠遇熱產生收縮的現象。在安裝
橡膠O型圈時,為了使它在密封溝槽內不產生竄動,在用作往複運動密封時,不產生扭曲現象,一般使它處於某種程度的拉伸狀態。但如果將這種安裝方法用於旋轉運動,就會產生不良的結果。本來已經緊箍在旋轉軸上的O 形密封圈,因旋轉運動產生的摩擦熱而收縮,進而使這種緊箍力增大,這樣,產生摩擦熱→收縮→緊箍力增大→產生摩擦熱→……,如此反複循環,就大大地促進了橡膠的老化和磨損 。