石墨轴承密封圈的主要失效原因及其防治措施
石墨轴承密封圈的首要失效原因及其防治办法
石墨轴承密封圈规划、运用不当会加快它的损坏，丧失密封功能。试验标明，如密封设备各部分规划合理，单纯地进步压力，并不会构成石墨轴承密封圈的损坏。在高压、高温的作业条件下，石墨轴承密封圈损坏的首要原因是石墨轴承密封圈资料的永久变形和O型圈被挤入密封空隙而引起的空隙咬伤一级石墨轴承密封圈在运动时呈现歪曲现象。
1、永久变形
因为石墨轴承密封圈密封圈用的石墨资料是归于粘弹性资料，所以初期设定的压紧量和回弹堵塞才能经长期的运用，会发生永久变形而逐步丧失，最终发生走漏。永久变形和弹力消失是石墨轴承密封圈失掉密封功能的首要原因，以下是构成永久变形的首要原因。
1）紧缩率和拉伸量与永久变形的联系
制造石墨轴承密封圈所用的各种配方的橡胶，在紧缩状况下都会发生紧缩应力松懈现象，此刻，紧缩应力跟着时刻的增长而减小。运用时刻越长、紧缩率和拉伸量越大，则由橡胶应力松懈而发生的应力下降就越大，致使石墨轴承密封圈弹性缺乏，失掉密封才能。因而，在允许的运用条件下，设法下降紧缩率是可取的。添加石墨轴承密封圈的截面尺度是下降紧缩率最简单的办法，不过这会带来结构尺度的添加。
应该注意，人们在核算紧缩率时，往往忽略了石墨轴承密封圈在装配时受拉伸而引起的截面高度的减小。石墨轴承密封圈截面面积的改变是与其周长的改变成反比的。同时，因为拉力的效果，石墨轴承密封圈的截面形状也会发生改变，就体现为其高度的减小。此外，在外表张力效果下，石墨轴承密封圈的外外表变得更平了，即截面高度略有减小。这也是石墨轴承密封圈紧缩应力松懈的一种体现。
石墨轴承密封圈截面变形的程度，还取决于石墨轴承密封圈原料的硬度。在拉伸量相同的状况下，硬度大的石墨轴承密封圈，其截面高度也减小较多，从这一点看，应该依照运用条件尽量选用低硬度的原料。在液体压力和张力的效果下，橡胶资料的石墨轴承密封圈也会逐步发生塑性变形，其截面高度会相应减小，致使最后失掉密封才能。
2）温度与石墨轴承密封圈驰张进程的联系
运用温度是影响石墨轴承密封圈永久变形的另一个重要要素。高温会加快橡胶资料的老化。作业温度越高，石墨轴承密封圈的紧缩永久变形就越大。当永久变形大于40%时，石墨轴承密封圈就失掉了密封才能而发生走漏。因紧缩变形而在石墨轴承密封圈的橡胶资料中构成的初始应力值，将跟着石墨轴承密封圈的驰张进程和温度下降的效果而逐步下降致使消失。温度在零下作业的石墨轴承密封圈，其初始紧缩或许因为温度的急剧下降而减小或彻底消失。在-50~-60℃的状况下，不耐低温的石墨资料会彻底丧失初始应力；即便耐低温的橡胶资料，此刻的初始应力也不会大于20℃时初始应力的25%。这是因为石墨轴承密封圈的初始紧缩量取决于线胀系数。所以，选取初始紧缩量时，就必须确保在因为驰张进程和温度下降而构成应力下降后仍有满足的密封才能。
温度在零下作业的石墨轴承密封圈,应特别注意橡胶资料的恢复指数和变形指数。
综上所述，在规划上应尽量确保石墨轴承密封圈具有适宜的作业温度，或选用耐高、低温的石墨轴承密封圈资料，以延长运用寿命。
3）介质作业压力与永久变形
作业介质的压力是引起石墨轴承密封圈永久变形的首要要素。现代液压设备的作业压力正日益进步。长期的高压效果会使石墨轴承密封圈发生永久变形。因而，规划时应根据作业压力选用适当的耐压橡胶资料。作业压力越高，所用资料的硬度和耐高压功能也应越高。
为了改进石墨轴承密封圈资料的耐压功能，添加资料的弹性（特别是添加资料在低温下的弹性）、下降资料的紧缩永久变形，一般需求改进资料的配方，参加增塑剂。但是，具有增塑剂的石墨轴承密封圈，长期在作业介质中浸泡，增塑剂会逐步被作业介质吸收，导致石墨轴承密封圈体积缩短，甚至或许使石墨轴承密封圈发生负紧缩（即在石墨轴承密封圈和被密封件的外表之间呈现空隙）。因而，在核算石墨轴承密封圈紧缩量和进行模具规划时，应充分考虑到这些缩短量。应使限制出的石墨轴承密封圈在作业介质中浸泡5~10昼夜后仍能坚持必要的尺度。
石墨轴承密封圈资料的紧缩永久变形率与温度有关。当变形率在40%或更大时，即会呈现走漏，所以几种胶料的耐热性界限为：丁腈橡胶70℃，三元乙丙橡胶100℃，氟橡胶140℃。因而各国对石墨轴承密封圈的永久变形作了规定。中国标准橡胶资料的石墨轴承密封圈在不同温度下的尺度改变见表。同一资料的O型圈，在同一温度下，截面直径大的石墨轴承密封圈紧缩永久变形率较低。
在油中的状况就不同了。因为此刻石墨轴承密封圈不与氧气触摸，所以上述不良反应大为削减。加之又一般会引起胶料有必定的胀大，所以因温度引起的紧缩永久变形率将被抵消。因而，在油中的耐热性大为进步。以丁腈橡胶为例，它的作业温度可达120℃或更高。
2、空隙咬伤
被密封的零件存在着几何精度（包括圆度、椭圆度、圆柱度、同轴度等）不良、零件之间不同心以及高压下内径胀大等现象，都会引起密封空隙的扩大和空隙挤呈现象的加重。石墨轴承密封圈的硬度对空隙挤呈现象也有明显的影响。液体或气体的压力越高，石墨轴承密封圈资料硬度越小，则石墨轴承密封圈的空隙挤呈现象越严峻。
防止空隙咬伤的办法是，对石墨轴承密封圈的硬度和密封空隙加以严格的控制。选用硬度适宜的密封资料控制空隙。常用的石墨轴承密封圈的硬度规模是HS60~90。低硬度者用于低压，高硬度者用于高压。
配用适当的石墨轴承密封圈维护挡圈，是防止石墨轴承密封圈被挤入空隙的有用办法。
3、歪曲现象
歪曲是指石墨轴承密封圈沿周向发生扭转的现象，歪曲现象一般发生在动密封状况。
石墨轴承密封圈假如装配的妥善，并且运用条件适当，一般不大简单在往复在往复运动状况下发生翻滚或歪曲，因为石墨轴承密封圈与沟槽的触摸面积大于在滑动外表上的冲突触摸面积，而且石墨轴承密封圈本身的抗拒才能本来就能阻挠歪曲。冲突力的分布也趋向坚持石墨轴承密封圈在其沟槽中静止不动，因为静冲突大于滑动冲突，而且沟槽外表的粗糙度一般不如滑动外表的粗糙度。
引起歪曲损害的原因许多，其间最首要的是因为活塞、活塞杆和缸筒的空隙不均匀、偏疼过大、石墨轴承密封圈断面直径不均匀等构成，因为构成O型圈在一周多受的冲突力不均匀，石墨轴承密封圈的某些部分冲突过大，发生歪曲。一般，断面尺度较小的石墨轴承密封圈，简单发生冲突不均匀。构成歪曲（运动用石墨轴承密封圈比固定用石墨轴承密封圈的断面直径大便是这个道理。）
另外，因为密封沟槽存在着同轴度误差，密封高度不相等以及石墨轴承密封圈截面直径不均匀等现象，或许使得石墨轴承密封圈的一部分紧缩过大，另一部分过小或不受紧缩。当沟槽存在偏疼即同轴误差大于石墨轴承密封圈的紧缩量时，密封会彻底失效。密封沟槽同轴度误差大的另一个害处是使石墨轴承密封圈沿圆周紧缩不均。此外还有因为石墨轴承密封圈截面直径、原料硬度、光滑油膜厚度等的不均以及密封轴外表粗糙度等要素的影响，导致石墨轴承密封圈的一部分沿作业外表滑动，另一部分则发生翻滚，然后构成石墨轴承密封圈的歪曲。运动用石墨轴承密封圈很简单因歪曲而损坏，这是密封设备发生损坏和走漏的重要原因。因而进步密封沟槽的加工精密度以及减小偏疼是确保石墨轴承密封圈具有牢靠的密封性和寿命的重要要素。
设备石墨轴承密封圈不应是它处于歪曲状况。假如在设备时就被歪曲，则歪曲损害就会很快发生。在作业中，歪曲现象会将石墨轴承密封圈堵截，发生很多漏油，而且堵截的石墨轴承密封圈会混到液压体系的其他部位，构成重大事故。
4、磨粒磨损现象
当密封的空隙具有相对运动时，作业环境中的灰尘和沙粒等被粘附在活塞杆外表，并跟着活塞杆的往复运动与油膜一起被带入缸内，成为侵入石墨轴承密封圈外表的磨粒，加快石墨轴承密封圈的磨损，致使其失掉密封性。为了防止这种状况发生，在往复运动式密封设备的外伸轴端处必须运用防尘圈。
5、滑动外表对石墨轴承密封圈的影响
滑动外表的粗糙度是影响石墨轴承密封圈外表冲突与磨损的直接要素。一般地说，外表光洁冲突与磨损就小，所以滑动外表的粗糙度数值往往很低（Ra0.2~0.050μm）。但是，试验标明，外表粗糙过低（Ra低于0.050μm）又会给冲突与磨损带来不利的影响。这是因为细小的外表高低不平，能够坚持必要的光滑油膜。因而要挑选适当的外表要求。
滑动外表的原料对石墨轴承密封圈的寿命也有影响。滑动外表原料的硬度越大、耐磨性越高、坚持光洁的才能就越强，石墨轴承密封圈的寿命也就越长。这也是液压缸活塞杆外表镀铬的重要原因。同理能够解说具有相同粗糙度的用铜、铝合金制成的滑动外表比钢制滑动外表对密封圈的冲突与磨损更为严峻，低硬度、大紧缩量的石墨轴承密封圈不如高硬度、小紧缩量的密封圈耐用的状况。
6、冲突力与石墨轴承密封圈的应用
在动密封设备中，冲突与磨损是石墨轴承密封圈损坏的重要影响要素。磨损程度首要取决于冲突力的巨细。当液体压力细小时，石墨轴承密封圈冲突力的巨细取决于它的预紧缩量。当作业液体承受压力时，冲突力随之作业压力的添加而增大。在作业压力小于20MPa的状况下，近似地呈线形联系。压力大于20MPa时，跟着压力的添加，石墨轴承密封圈与金属外表触摸面积的添加也逐步缓慢，冲突力的添加也相应缓慢。在正常状况下，石墨轴承密封圈的运用寿命跟着液体压力的升高将会近似的呈平方联系而减小。
冲突力的添加，使得旋转或往复运动的轴与石墨轴承密封圈之间发生很多的冲突热。因为大都石墨轴承密封圈都是用橡胶制成的，导热性极差。因而，冲突热就会引起橡胶的老化，导致石墨轴承密封圈实效，损坏其密封功能。冲突还会引起石墨轴承密封圈外表损害，使紧缩量减小。严峻的冲突会很快引起石墨轴承密封圈的外表损坏，失掉密封性。作气动往复运动用密封时，冲突热还会引起粘着，构成冲突力进一步添加。
运动用密封在低速运动时，冲突阻力还是引起爬行的一个要素，影响元件和体系的作业功能。所以对运动密封来说，冲突性是重要功能之一。冲突系数是冲突特性的一个评价指标，合成橡胶冲突系数较大，因为密封在运动状况时，一般处于作业油液或光滑剂参与的混合光滑状况，冲突系数一般在0.1以下。
冲突力的巨细在很大程度上取决于被石墨轴承密封圈的外表硬度与外表粗糙度。
7、焦耳热效应
橡胶资料的焦耳热效应，是指处于拉伸状况的橡胶遇热发生缩短的现象。在设备石墨轴承密封圈时，为了使它在密封沟槽内不发生窜动，在用作往复运动密封时，不发生歪曲现象，一般使它处于某种程度的拉伸状况。但假如将这种设备办法用于旋转运动，就会发生不良的成果。本来现已紧箍在旋转轴上的石墨轴承密封圈，因旋转运动发生的冲突热而缩短，进而使这种紧箍力增大，这样，发生冲突热→缩短→紧箍力增大→发生冲突热→……，如此重复循环，就大大地促进了橡胶的老化和磨损。
