由于
氟硅膠密封圈用的合成橡膠材料是屬于粘彈性材料，所以初期設(shè)定的壓緊量和回彈堵塞能力經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的使用，會(huì)產(chǎn)生永久變形而逐漸喪失，最終發(fā)生泄漏。永久變形和彈力消失是O型密封圈失去密封性能的主要原因。
造成氟硅膠密封圈永久變形的主要原因：
一.溫度影響硅膠密封圈永久變形
使用溫度是影響硅膠密封圈永久變形的另一個(gè)重要因素。高溫會(huì)加速橡膠材料的老化。工作溫度越高，硅膠密封圈的壓縮永久變形就越大。當(dāng)永久變形大于40%時(shí)，O型密封圈就失去了密封能力而發(fā)生泄漏。
因壓縮變形而在硅膠密封圈的橡膠材料中形成的初始應(yīng)力值，將隨著硅膠密封圈的馳張過(guò)程和溫度下降的作用而逐漸降低以致消失。溫度在零下工作的O型密封圈，其初始?jí)嚎s可能由于溫度的急劇降低而減小或完全消失。在-50~-60℃的情況下，不耐低溫的橡膠材料會(huì)完全喪失初始應(yīng)力;即使耐低溫的橡膠材料，此時(shí)的初始應(yīng)力也不會(huì)大于20℃時(shí)初始應(yīng)力的25%。
這是因?yàn)楣枘z密封圈的初始?jí)嚎s量取決于線脹系數(shù)。所以，選取初始?jí)嚎s量時(shí)，就必須保證在由于馳張過(guò)程和溫度下降而造成應(yīng)力下降后仍有足夠的密封能力。溫度在零下工作的硅膠密封圈,應(yīng)特別注意橡膠材料的恢復(fù)指數(shù)和變形指數(shù)。綜上所述，在設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量保證硅膠密封圈具有適宜的工作溫度，或選用耐高、低溫的硅膠密封圈材料，以延長(zhǎng)使用壽命。
二.壓縮率和拉伸量影響永久變形
制作硅膠密封圈所用的各種配方的橡膠，在壓縮狀態(tài)下都會(huì)產(chǎn)生壓縮應(yīng)力松弛現(xiàn)象，此時(shí)，壓縮應(yīng)力隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而減小。使用時(shí)間越長(zhǎng)、壓縮率和拉伸量越大，則由橡膠應(yīng)力松弛而產(chǎn)生的應(yīng)力下降就越大，以致O型密封圈彈性不足，失去密封能力。因此，在允許的使用條件下，設(shè)法降低壓縮率是可取的。增加O型密封圈的截面尺寸是降低壓縮率最簡(jiǎn)單的方法，不過(guò)這會(huì)帶來(lái)結(jié)構(gòu)尺寸的增加。應(yīng)該注意，人們?cè)谟?jì)算壓縮率時(shí)，往往忽略了硅膠密封圈在裝配時(shí)受拉伸而引起的截面高度的減小。
硅膠密封圈截面面積的變化是與其周長(zhǎng)的變化成反比的。同時(shí)，由于拉力的作用，硅膠密封圈的截面形狀也會(huì)發(fā)生變化，就表現(xiàn)為其高度的減小。此外，在表面張力作用下，硅膠密封圈的外表面變得更平了，即截面高度略有減小。
這也是硅膠密封圈壓縮應(yīng)力松弛的一種表現(xiàn)。硅膠密封圈截面變形的程度，還取決于硅膠密封圈材質(zhì)的硬度。在拉伸量相同的情況下，硬度大的硅膠密封圈，其截面高度也減小較多，從這一點(diǎn)看，應(yīng)該按照使用條件盡量選用低硬度的材質(zhì)。在液體壓力和張力的作用下，橡膠材料的硅膠密封圈也會(huì)逐漸發(fā)生塑性變形，其截面高度會(huì)相應(yīng)減小，以致最后失去密封能力。
三.工作介質(zhì)的壓力引起硅膠密封圈永久變形
工作介質(zhì)的壓力是引起硅膠密封圈永久變形的主要因素?，F(xiàn)代液壓設(shè)備的工作壓力正日益提高。長(zhǎng)時(shí)間的高壓作用會(huì)使硅膠密封圈發(fā)生永久變形。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)工作壓力選用適當(dāng)?shù)哪蛪合鹉z材料。工作壓力越高，所用材料的硬度和耐高壓性能也應(yīng)越高。
為了改善硅膠密封圈材料的耐壓性能，增加材料的彈性(特別是增加材料在低溫下的彈性、降低材料的壓縮永久變形，一般需要改進(jìn)材料的配方，加入增塑劑。但是，具有增塑劑的硅膠密封圈，長(zhǎng)時(shí)間在工作介質(zhì)中浸泡，增塑劑會(huì)逐漸被工作介質(zhì)吸收，導(dǎo)致硅膠密封圈體積收縮，甚至可能使硅膠密封圈產(chǎn)生負(fù)壓縮(即在硅膠密封圈和被密封件的表面之間出現(xiàn)間隙)。
因此，在計(jì)算硅膠密封圈壓縮量和進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮到這些收縮量。應(yīng)使壓制出的硅膠密封圈在工作介質(zhì)中浸泡5~10晝夜后仍能保持必要的尺寸。硅膠密封圈材料的壓縮永久變形率與溫度有關(guān)。當(dāng)變形率在40%或更大時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)泄漏，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℃。因此各國(guó)對(duì)硅膠密封圈的永久變形作了規(guī)定。
中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)橡膠材料的O型密封圈在不同溫度下的尺寸變化見(jiàn)表。同一材料的硅膠密封圈，在同一溫度下，截面直徑大的硅膠密封圈壓縮永久變形率較低。在油中的情況就不同了。由于此時(shí)硅膠密封圈不與氧氣接觸，所以上述不良反應(yīng)大為減少。加之又通常會(huì)引起膠料有一定的膨脹，所以因溫度引起的壓縮永久變形率將被抵消。因此，在油中的耐熱性大為提高。以丁腈橡膠為例，它的工作溫度可達(dá)120℃或更高。
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