浅议O形密封圈的安装、失效原因分析及处理措施
2014-03-22盛勇
[摘 要]密封是保证液压系统正常工作最基本也是最重要的装置。目前常用的密封件以其断面形状命名， 有O形、Y形、Yx 形、V形以及组合式密封等。文章主要对O形密封圈的安装、失效原因分析及处理措施进行了探讨。首先分析了O形密封圈的工作机理，然后阐述了液压系统对密封圈材料的要求，接着对引起O形密封圈失效的原因进行了分析，最后介绍了O形密封圈的常见失效形式及解决措施。
[关键词]液压系统O形密封圈 失效 处理
中图分类号：TH136 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）10-0007-01
0 引言
密封是保证液压系统正常工作最基本也是最重要的装置。在液压、气动系统中大部分泄漏是由于密封失效造成的。目前常用的密封件以其断面形状命名， 有O 形、Y 形、Yx 形、V 形以及组合式密封等。O 形密封圈的横截面为圆形，可作为油、水、气体等各种流体的密封使用，有静密封和动密封2 类。O 形密封和密封装置的性能和可靠性是衡量系统设计与制造质量的重要指标。如果密封不当，会引起元件和系统的内、外泄漏，不仅会使系统的容积效率降低，严重时会建立不起压力而使系统无法工作；外泄漏还会弄脏设备，污染环境。因此，正确使用O 形密封圈对保证液压系统正常工作十分重要。
1 O形密封圈的工作机理
O形密封圈是流体动力系统中使用最多的密封形式。由于O 形密封圈具有结构简单、密封性能良好、摩擦力小、沟槽尺寸小、易制造等优点，广泛应用于液压与气动元件中。
O形密封圈的工作机理：把O 形密封圈装在密封沟槽中，通过油（或气）的压力使其发生变形，向沟槽一侧挤压，封住被密封的接触面，使液流（或气流）不得通过，如图1所示。这种密封在流体动力系统中密封效果良好，但是，如果O 形密封圈的设计和使用不当，也容易造成密封性能的失效。
2 液压系统对密封圈材料的要求
（1）在液压油中有较好的稳定性，即体积变化小，膨胀、收缩率小，不易溶解、不会引起硬度的变化；当温度在使用范围内变化时，弹性和硬度变化要小；
（2）具有良好的密封性和适宜的弹性，在液压油中压缩复原性大，永久变形小；
（3）耐磨性好，摩擦系数小，运动灵活，工作寿命长；
（4）结构简单，加工、使用、维修方便。
3 O形密封圈正确的安装方法
（1）安装过程中不允许出现O 形密封圈被划伤和位置安装不正，以及O 形密封圈被扭曲等情况；
（2）装配前，密封沟槽、密封耦合面必须严格清洗，并对O 形密封圈装配中的触及面涂润滑剂；
（3）为了防止O 形密封圈在安装时被尖角和螺纹等锐边切伤或划伤，应在安装的轴端和孔端留有15°～30°的引入角；当O 形密封圈需通过外螺纹时，应使用专业的薄壁金属外套，套住外螺纹；
（4）要防止漏装和使用报废的O 形密封圈。
4 引起O形密封圈失效的原因分析
4.1 结构设计问题
O 形圈压缩率过大造成密封过早磨损；配合间隙太大造成密封圈被挤入间隙；密封槽太宽，摩擦力大，易发热，造成密封圈爬行或损坏；密封槽太窄，因射流造成密封圈磨损；配合表面太粗糙，密封圈磨损剧烈；管接头与压力、使用条件不符，因振动或高压造成密封泄漏。
4.2 安装问题
安装工具不合适，采用起子等锐角工具，造成密封圈损坏以至过早发生故障；安装不当或安装行程太长，O 形圈扭转或由于螺旋断裂而泄漏；安装时密封边扭曲，起动时密封圈发生翻转泄漏。
4.3 密封存放问题
由于包装不好，当灰尘贴在密封圈上或异物刮伤密封圈，使用者未检查就安装；密封圈的断面受损，影响密封效果；用铁丝、绳子悬挂密封圈会加速橡胶变质和尺寸的变化；在阳光照射或靠近热源的地方会加速密封圈老化。
4.4 油液污染问题
由污染颗粒造成密封圈磨损引起泄漏，尘埃通过刮环密封进入导引件而引起功能性损害；油中有水造成液压油水解（如聚氨酯）；系统中有固体颗粒，造成密封圈研磨磨损。
5 O形密封圈的常见失效形式及解决措施
5.1 O形密封圈在安装过程中损坏
原因：这种情况常出现在动、静密封中。主要原因是密封沟槽上有尖锐棱角或导入的倒角不符合标准，安装时没有涂抹润滑油，从而使密封圈被尖锐的刃口切伤、发生扭曲或卡住，表面产生凹（或凸）痕、起皮或剥落现象；
解决办法：按照设计要求加工密封沟槽，不得留有锐边，安装时在沟槽及密封圈上涂上润滑油液，当O 形密封圈通过螺纹时，在螺纹上套金属薄片或带等，以使密封圈顺利地插入。
5.2 O形密封圈磨损
原因：这种失效形式多出现在有相对移动和振动的密封中，可通过观察密封圈与滑动面接触部位磨耗量来判断。主要原因是：密封的滑动表面粗糙，导致密封圈过早磨损；密封滑动表面太光滑，使密封润滑不良；油液系统中含有污染颗粒；
解决办法：按照推荐的加工粗糙度来制造，保证滑动面与密封圈在运动过程中润滑充分（主要是内部润滑），保证系统中过滤器精度，用耐磨性更好的O 形密封圈材料，如聚氨脂橡胶等。
5.3 O形密封圈受热硬化和氧化
原因：由于工作温度超出正常使用范围，使弹性体硬化，增塑剂蒸发、氧化，导致密封圈产生与作用压力方向垂直的小的表面裂口，从而出现了局部凹痕或开裂现象。这种失效主要是暴露在空气中的动静密封或与其他空气污染物接触的密封圈上。
解决办法：采用抗氧化性能较好和耐高温的材料，降低系统油液工作温度。
5.4 O形密封圈用后呈扁平形状
原因：主要原因是密封圈的材料弹性和抗热性能差。O 形密封圈在液压系统工作介质中使用一段时间后，常出现密封圈过度膨胀，压紧力增大的现象。这是由于密封圈在生产过程中，橡胶硫化不够完全，因而在压力的作用下，密封圈截面的三边被压成扁平形状；
解决办法：应采用低凝固性能的橡胶材料。在一般工况下，选用耐热橡胶材料（因在工作中摩擦会产生热量）如丁腈橡胶、氯丁橡胶等；确认密封圈材料应与所使用介质相容，检验密封圈的物理性能应符合设计要求。
6 结束语
O形密封圈具有结构简单，加工方便，性能可靠等优点，在液压元件及系统中得到广泛的应用。本文对O 形密封圈的工作机理、失效形式、失效原因以及解决办法做了进一步的分析总结。只有在工作中积累经验，不断总结分析使用中出现的问题，才能使O 形密封圈得到更好的应用。
参考文献
[1] 徐灏.密封[M].北京：冶金工业出版社，2002.
[2] 章宏甲，等.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2006.
[3] 姚世元，徐天亮.液压系统中O 形密封件的失效原因分析和选用[K].液压与气动，2009（6）：70-71.
作者简介
盛勇（1977.11-），安徽亳州人，助理工程师，现就职于国投新集能源股份有限公司新集一矿，任机电技术员。endprint
[摘 要]密封是保证液压系统正常工作最基本也是最重要的装置。目前常用的密封件以其断面形状命名， 有O形、Y形、Yx 形、V形以及组合式密封等。文章主要对O形密封圈的安装、失效原因分析及处理措施进行了探讨。首先分析了O形密封圈的工作机理，然后阐述了液压系统对密封圈材料的要求，接着对引起O形密封圈失效的原因进行了分析，最后介绍了O形密封圈的常见失效形式及解决措施。
[关键词]液压系统O形密封圈 失效 处理
中图分类号：TH136 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）10-0007-01
0 引言
密封是保证液压系统正常工作最基本也是最重要的装置。在液压、气动系统中大部分泄漏是由于密封失效造成的。目前常用的密封件以其断面形状命名， 有O 形、Y 形、Yx 形、V 形以及组合式密封等。O 形密封圈的横截面为圆形，可作为油、水、气体等各种流体的密封使用，有静密封和动密封2 类。O 形密封和密封装置的性能和可靠性是衡量系统设计与制造质量的重要指标。如果密封不当，会引起元件和系统的内、外泄漏，不仅会使系统的容积效率降低，严重时会建立不起压力而使系统无法工作；外泄漏还会弄脏设备，污染环境。因此，正确使用O 形密封圈对保证液压系统正常工作十分重要。
1 O形密封圈的工作机理
O形密封圈是流体动力系统中使用最多的密封形式。由于O 形密封圈具有结构简单、密封性能良好、摩擦力小、沟槽尺寸小、易制造等优点，广泛应用于液压与气动元件中。
O形密封圈的工作机理：把O 形密封圈装在密封沟槽中，通过油（或气）的压力使其发生变形，向沟槽一侧挤压，封住被密封的接触面，使液流（或气流）不得通过，如图1所示。这种密封在流体动力系统中密封效果良好，但是，如果O 形密封圈的设计和使用不当，也容易造成密封性能的失效。
2 液压系统对密封圈材料的要求
（1）在液压油中有较好的稳定性，即体积变化小，膨胀、收缩率小，不易溶解、不会引起硬度的变化；当温度在使用范围内变化时，弹性和硬度变化要小；
（2）具有良好的密封性和适宜的弹性，在液压油中压缩复原性大，永久变形小；
（3）耐磨性好，摩擦系数小，运动灵活，工作寿命长；
（4）结构简单，加工、使用、维修方便。
3 O形密封圈正确的安装方法
（1）安装过程中不允许出现O 形密封圈被划伤和位置安装不正，以及O 形密封圈被扭曲等情况；
（2）装配前，密封沟槽、密封耦合面必须严格清洗，并对O 形密封圈装配中的触及面涂润滑剂；
（3）为了防止O 形密封圈在安装时被尖角和螺纹等锐边切伤或划伤，应在安装的轴端和孔端留有15°～30°的引入角；当O 形密封圈需通过外螺纹时，应使用专业的薄壁金属外套，套住外螺纹；
（4）要防止漏装和使用报废的O 形密封圈。
4 引起O形密封圈失效的原因分析
4.1 结构设计问题
O 形圈压缩率过大造成密封过早磨损；配合间隙太大造成密封圈被挤入间隙；密封槽太宽，摩擦力大，易发热，造成密封圈爬行或损坏；密封槽太窄，因射流造成密封圈磨损；配合表面太粗糙，密封圈磨损剧烈；管接头与压力、使用条件不符，因振动或高压造成密封泄漏。
4.2 安装问题
安装工具不合适，采用起子等锐角工具，造成密封圈损坏以至过早发生故障；安装不当或安装行程太长，O 形圈扭转或由于螺旋断裂而泄漏；安装时密封边扭曲，起动时密封圈发生翻转泄漏。
4.3 密封存放问题
由于包装不好，当灰尘贴在密封圈上或异物刮伤密封圈，使用者未检查就安装；密封圈的断面受损，影响密封效果；用铁丝、绳子悬挂密封圈会加速橡胶变质和尺寸的变化；在阳光照射或靠近热源的地方会加速密封圈老化。
4.4 油液污染问题
由污染颗粒造成密封圈磨损引起泄漏，尘埃通过刮环密封进入导引件而引起功能性损害；油中有水造成液压油水解（如聚氨酯）；系统中有固体颗粒，造成密封圈研磨磨损。
5 O形密封圈的常见失效形式及解决措施
5.1 O形密封圈在安装过程中损坏
原因：这种情况常出现在动、静密封中。主要原因是密封沟槽上有尖锐棱角或导入的倒角不符合标准，安装时没有涂抹润滑油，从而使密封圈被尖锐的刃口切伤、发生扭曲或卡住，表面产生凹（或凸）痕、起皮或剥落现象；
解决办法：按照设计要求加工密封沟槽，不得留有锐边，安装时在沟槽及密封圈上涂上润滑油液，当O 形密封圈通过螺纹时，在螺纹上套金属薄片或带等，以使密封圈顺利地插入。
5.2 O形密封圈磨损
原因：这种失效形式多出现在有相对移动和振动的密封中，可通过观察密封圈与滑动面接触部位磨耗量来判断。主要原因是：密封的滑动表面粗糙，导致密封圈过早磨损；密封滑动表面太光滑，使密封润滑不良；油液系统中含有污染颗粒；
解决办法：按照推荐的加工粗糙度来制造，保证滑动面与密封圈在运动过程中润滑充分（主要是内部润滑），保证系统中过滤器精度，用耐磨性更好的O 形密封圈材料，如聚氨脂橡胶等。
5.3 O形密封圈受热硬化和氧化
原因：由于工作温度超出正常使用范围，使弹性体硬化，增塑剂蒸发、氧化，导致密封圈产生与作用压力方向垂直的小的表面裂口，从而出现了局部凹痕或开裂现象。这种失效主要是暴露在空气中的动静密封或与其他空气污染物接触的密封圈上。
解决办法：采用抗氧化性能较好和耐高温的材料，降低系统油液工作温度。
5.4 O形密封圈用后呈扁平形状
原因：主要原因是密封圈的材料弹性和抗热性能差。O 形密封圈在液压系统工作介质中使用一段时间后，常出现密封圈过度膨胀，压紧力增大的现象。这是由于密封圈在生产过程中，橡胶硫化不够完全，因而在压力的作用下，密封圈截面的三边被压成扁平形状；
解决办法：应采用低凝固性能的橡胶材料。在一般工况下，选用耐热橡胶材料（因在工作中摩擦会产生热量）如丁腈橡胶、氯丁橡胶等；确认密封圈材料应与所使用介质相容，检验密封圈的物理性能应符合设计要求。
6 结束语
O形密封圈具有结构简单，加工方便，性能可靠等优点，在液压元件及系统中得到广泛的应用。本文对O 形密封圈的工作机理、失效形式、失效原因以及解决办法做了进一步的分析总结。只有在工作中积累经验，不断总结分析使用中出现的问题，才能使O 形密封圈得到更好的应用。
参考文献
[1] 徐灏.密封[M].北京：冶金工业出版社，2002.
[2] 章宏甲，等.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2006.
[3] 姚世元，徐天亮.液压系统中O 形密封件的失效原因分析和选用[K].液压与气动，2009（6）：70-71.
作者简介
盛勇（1977.11-），安徽亳州人，助理工程师，现就职于国投新集能源股份有限公司新集一矿，任机电技术员。endprint
[摘 要]密封是保证液压系统正常工作最基本也是最重要的装置。目前常用的密封件以其断面形状命名， 有O形、Y形、Yx 形、V形以及组合式密封等。文章主要对O形密封圈的安装、失效原因分析及处理措施进行了探讨。首先分析了O形密封圈的工作机理，然后阐述了液压系统对密封圈材料的要求，接着对引起O形密封圈失效的原因进行了分析，最后介绍了O形密封圈的常见失效形式及解决措施。
[关键词]液压系统O形密封圈 失效 处理
中图分类号：TH136 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）10-0007-01
0 引言
密封是保证液压系统正常工作最基本也是最重要的装置。在液压、气动系统中大部分泄漏是由于密封失效造成的。目前常用的密封件以其断面形状命名， 有O 形、Y 形、Yx 形、V 形以及组合式密封等。O 形密封圈的横截面为圆形，可作为油、水、气体等各种流体的密封使用，有静密封和动密封2 类。O 形密封和密封装置的性能和可靠性是衡量系统设计与制造质量的重要指标。如果密封不当，会引起元件和系统的内、外泄漏，不仅会使系统的容积效率降低，严重时会建立不起压力而使系统无法工作；外泄漏还会弄脏设备，污染环境。因此，正确使用O 形密封圈对保证液压系统正常工作十分重要。
1 O形密封圈的工作机理
O形密封圈是流体动力系统中使用最多的密封形式。由于O 形密封圈具有结构简单、密封性能良好、摩擦力小、沟槽尺寸小、易制造等优点，广泛应用于液压与气动元件中。
O形密封圈的工作机理：把O 形密封圈装在密封沟槽中，通过油（或气）的压力使其发生变形，向沟槽一侧挤压，封住被密封的接触面，使液流（或气流）不得通过，如图1所示。这种密封在流体动力系统中密封效果良好，但是，如果O 形密封圈的设计和使用不当，也容易造成密封性能的失效。
2 液压系统对密封圈材料的要求
（1）在液压油中有较好的稳定性，即体积变化小，膨胀、收缩率小，不易溶解、不会引起硬度的变化；当温度在使用范围内变化时，弹性和硬度变化要小；
（2）具有良好的密封性和适宜的弹性，在液压油中压缩复原性大，永久变形小；
（3）耐磨性好，摩擦系数小，运动灵活，工作寿命长；
（4）结构简单，加工、使用、维修方便。
3 O形密封圈正确的安装方法
（1）安装过程中不允许出现O 形密封圈被划伤和位置安装不正，以及O 形密封圈被扭曲等情况；
（2）装配前，密封沟槽、密封耦合面必须严格清洗，并对O 形密封圈装配中的触及面涂润滑剂；
（3）为了防止O 形密封圈在安装时被尖角和螺纹等锐边切伤或划伤，应在安装的轴端和孔端留有15°～30°的引入角；当O 形密封圈需通过外螺纹时，应使用专业的薄壁金属外套，套住外螺纹；
（4）要防止漏装和使用报废的O 形密封圈。
4 引起O形密封圈失效的原因分析
4.1 结构设计问题
O 形圈压缩率过大造成密封过早磨损；配合间隙太大造成密封圈被挤入间隙；密封槽太宽，摩擦力大，易发热，造成密封圈爬行或损坏；密封槽太窄，因射流造成密封圈磨损；配合表面太粗糙，密封圈磨损剧烈；管接头与压力、使用条件不符，因振动或高压造成密封泄漏。
4.2 安装问题
安装工具不合适，采用起子等锐角工具，造成密封圈损坏以至过早发生故障；安装不当或安装行程太长，O 形圈扭转或由于螺旋断裂而泄漏；安装时密封边扭曲，起动时密封圈发生翻转泄漏。
4.3 密封存放问题
由于包装不好，当灰尘贴在密封圈上或异物刮伤密封圈，使用者未检查就安装；密封圈的断面受损，影响密封效果；用铁丝、绳子悬挂密封圈会加速橡胶变质和尺寸的变化；在阳光照射或靠近热源的地方会加速密封圈老化。
4.4 油液污染问题
由污染颗粒造成密封圈磨损引起泄漏，尘埃通过刮环密封进入导引件而引起功能性损害；油中有水造成液压油水解（如聚氨酯）；系统中有固体颗粒，造成密封圈研磨磨损。
5 O形密封圈的常见失效形式及解决措施
5.1 O形密封圈在安装过程中损坏
原因：这种情况常出现在动、静密封中。主要原因是密封沟槽上有尖锐棱角或导入的倒角不符合标准，安装时没有涂抹润滑油，从而使密封圈被尖锐的刃口切伤、发生扭曲或卡住，表面产生凹（或凸）痕、起皮或剥落现象；
解决办法：按照设计要求加工密封沟槽，不得留有锐边，安装时在沟槽及密封圈上涂上润滑油液，当O 形密封圈通过螺纹时，在螺纹上套金属薄片或带等，以使密封圈顺利地插入。
5.2 O形密封圈磨损
原因：这种失效形式多出现在有相对移动和振动的密封中，可通过观察密封圈与滑动面接触部位磨耗量来判断。主要原因是：密封的滑动表面粗糙，导致密封圈过早磨损；密封滑动表面太光滑，使密封润滑不良；油液系统中含有污染颗粒；
解决办法：按照推荐的加工粗糙度来制造，保证滑动面与密封圈在运动过程中润滑充分（主要是内部润滑），保证系统中过滤器精度，用耐磨性更好的O 形密封圈材料，如聚氨脂橡胶等。
5.3 O形密封圈受热硬化和氧化
原因：由于工作温度超出正常使用范围，使弹性体硬化，增塑剂蒸发、氧化，导致密封圈产生与作用压力方向垂直的小的表面裂口，从而出现了局部凹痕或开裂现象。这种失效主要是暴露在空气中的动静密封或与其他空气污染物接触的密封圈上。
解决办法：采用抗氧化性能较好和耐高温的材料，降低系统油液工作温度。
5.4 O形密封圈用后呈扁平形状
原因：主要原因是密封圈的材料弹性和抗热性能差。O 形密封圈在液压系统工作介质中使用一段时间后，常出现密封圈过度膨胀，压紧力增大的现象。这是由于密封圈在生产过程中，橡胶硫化不够完全，因而在压力的作用下，密封圈截面的三边被压成扁平形状；
解决办法：应采用低凝固性能的橡胶材料。在一般工况下，选用耐热橡胶材料（因在工作中摩擦会产生热量）如丁腈橡胶、氯丁橡胶等；确认密封圈材料应与所使用介质相容，检验密封圈的物理性能应符合设计要求。
6 结束语
O形密封圈具有结构简单，加工方便，性能可靠等优点，在液压元件及系统中得到广泛的应用。本文对O 形密封圈的工作机理、失效形式、失效原因以及解决办法做了进一步的分析总结。只有在工作中积累经验，不断总结分析使用中出现的问题，才能使O 形密封圈得到更好的应用。
参考文献
[1] 徐灏.密封[M].北京：冶金工业出版社，2002.
[2] 章宏甲，等.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2006.
[3] 姚世元，徐天亮.液压系统中O 形密封件的失效原因分析和选用[K].液压与气动，2009（6）：70-71.
作者简介
盛勇（1977.11-），安徽亳州人，助理工程师，现就职于国投新集能源股份有限公司新集一矿，任机电技术员。endprint
