石墨制品石墨轴承密封圈的主要失效原因及其防治措施
石墨制品石墨轴承密封圈的首要失效原因及其防治方法
石墨制品石墨轴承密封圈规划、运用不妥会加速它的损坏，丢掉密封功用。试验标明，如密封设备各部分规划合理，单纯地跋涉压力，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材料的永久变形和O型圈被挤入密封空位而引起的空位咬伤一级石墨轴承密封圈在运动时出现误解现象。
1、永久变形
由于石墨制品石墨轴承密封圈密封圈用的石墨材料是归于粘弹性材料，所以初期设定的压紧量和回弹阻塞才调经长时间的运用，会产生永久变形而逐渐丢掉，毕竟产生走漏。永久变形和弹力消失是石墨轴承密封圈失掉密封功用的首要原因，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络
制作石墨轴承密封圈所用的各种配方的橡胶，在紧缩情况下都会产生紧缩应力懈怠现象，此时，紧缩应力跟着时间的增加而减小。运用时间越长、紧缩率和拉伸量越大，则由橡胶应力懈怠而产生的应力下降就越大，致使石墨轴承密封圈弹性缺少，失掉密封才调。因此，在容许的运用条件下，设法下降紧缩率是可取的。增加石墨轴承密封圈的截面标准是下降紧缩率最简略的方法，不过这会带来结构标准的增加。
应该留意，人们在核算紧缩率时，往往忽略了石墨轴承密封圈在装置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动是与其周长的改动成反比的。同时，由于拉力的效果，石墨轴承密封圈的截面形状也会产生改动，就体现为其高度的减小。此外，在表面张力效果下，石墨轴承密封圈的表面面变得更平了，即截面高度略有减小。这也是石墨轴承密封圈紧缩应力懈怠的一种体现。
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材料的硬度。在拉伸量相同的情况下，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，应该按照运用条件尽量选用低硬度的材料。在液体压力和张力的效果下，橡胶材料的石墨轴承密封圈也会逐渐产生塑性变形，其截面高度会相应减小，致使毕竟失掉密封才调。
2）温度与石墨轴承密封圈驰张进程的联络
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。高温会加速橡胶材料的老化。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调而产生走漏。因紧缩变形而在石墨轴承密封圈的橡胶材猜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渐下降致使消失。温度在零下作业的石墨轴承密封圈，其初始紧缩或许由于温度的急剧下降而减小或完全消失。在-50~-60℃的情况下，不耐低温的石墨材料会完全丢掉初始应力；即便耐低温的橡胶材料，此时的初始应力也不会大于20℃时初始应力的25%。这是由于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，就必须确保在由于驰张进程和温度下降而构成应力下降后仍有满意的密封才调。
温度在零下作业的石墨轴承密封圈,应特别留意橡胶材料的康复指数和变形指数。
综上所述，在规划上应尽量确保石墨轴承密封圈具有合适的作业温度，或选用耐高、低温的石墨轴承密封圈材料，以延伸运用寿数。
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跋涉。长时间的高压效果会使石墨轴承密封圈产生永久变形。因此，规划时应根据作业压力选用恰当的耐压橡胶材料。作业压力越高，所用材料的硬度和耐高压功用也应越高。
为了改进石墨轴承密封圈材料的耐压功用，增加材料的弹性（特别是增加材料在低温下的弹性）、下降材料的紧缩永久变形，一般需求改进材料的配方，参加增塑剂。可是，具有增塑剂的石墨轴承密封圈，长时间在作业介质中浸泡，增塑剂会逐渐被作业介质吸收，导致石墨轴承密封圈体积缩短，乃至或许使石墨轴承密封圈产生负紧缩（即在石墨轴承密封圈和被密封件的表面之间出现空位）。因此，在核算石墨轴承密封圈紧缩量和进行模具规划时，应充沛考虑到这些缩短量。应使捆绑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标准。
石墨轴承密封圈材料的紧缩永久变形率与温度有关。当变形率在40%或更大时，即会出现走漏，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℃。因此各国对石墨轴承密封圈的永久变形作了规则。我国标准橡胶材料的石墨轴承密封圈在不同温度下的标准改动见表。同一材料的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。
在油中的情况就不同了。由于此时石墨轴承密封圈不与氧气接触，所以上述不良反应大为减少。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。因此，在油中的耐热性大为跋涉。以丁腈橡胶为例，它的作业温度可达120℃或更高。
2、空位咬伤
被密封的零件存在着几许精度（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，都会引起密封空位的扩大和空位挤出现象的加剧。石墨轴承密封圈的硬度对空位挤出现象也有明显的影响。液体或气体的压力越高，石墨轴承密封圈材料硬度越小，则石墨轴承密封圈的空位挤出现象越严峻。
防止空位咬伤的方法是，对石墨轴承密封圈的硬度和密封空位加以严格的控制。选用硬度合适的密封材料控制空位。常用的石墨轴承密封圈的硬度规划是HS60~90。低硬度者用于低压，高硬度者用于高压。
配用恰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位的有用方法。
3、误解现象
误解是指石墨轴承密封圈沿周向产生改动的现象，误解现象一般产生在动密封情况。
石墨轴承密封圈假定装置的妥善，并且运用条件恰当，一般不大简略在往复在往复运动情况下产生翻滚或误解，由于石墨轴承密封圈与沟槽的接触面积大于在滑动表面上的抵触接触面积，并且石墨轴承密封圈自身的反抗才调原本就能阻挡误解。抵触力的散布也趋向坚持石墨轴承密封圈在其沟槽中静止不动，由于静抵触大于滑动抵触，并且沟槽表面的粗糙度一般不如滑动表面的粗糙度。
引起误解损害的原因许多，其间最首要的是由于活塞、活塞杆和缸筒的空位不均匀、偏疼过大、石墨轴承密封圈断面直径不均匀等构成，由于构成O型圈在一周多受的抵触力不均匀，石墨轴承密封圈的某些部分抵触过大，产生误解。一般，断面标准较小的石墨轴承密封圈，简略产生抵触不均匀。构成误解（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就是这个道理。）
其他，由于密封沟槽存在着同轴度过失，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过失大于石墨轴承密封圈的紧缩量时，密封会完全失效。密封沟槽同轴度过失大的另一个害处是使石墨轴承密封圈沿圆周紧缩不均。此外还有由于石墨轴承密封圈截面直径、材料硬度、润滑油膜厚度等的不均以及密封轴表面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表面滑动，另一部分则产生翻滚，然后构成石墨轴承密封圈的误解。运动用石墨轴承密封圈很简略因误解而损坏，这是密封设备产生损坏和走漏的重要原因。因此跋涉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可靠的密封性和寿数的重要要素。
设备石墨轴承密封圈不应是它处于误解情况。假定在设备时就被误解，则误解损害就会很快产生。在作业中，误解现象会将石墨轴承密封圈堵截，产生许多漏油，并且堵截的石墨轴承密封圈会混到液压系统的其他部位，构成重大事故。
4、磨粒磨损现象
当密封的空位具有相对运动时，作业环境中的灰尘和沙粒等被粘附在活塞杆表面，并跟着活塞杆的往复运动与油膜一同被带入缸内，成为侵入石墨轴承密封圈表面的磨粒，加速石墨轴承密封圈的磨损，致使其失掉密封性。为了防止这种情况产生，在往复运动式密封设备的外伸轴端处必须运用防尘圈。
5、滑动表面对石墨轴承密封圈的影响
滑动表面的粗糙度是影响石墨轴承密封圈表面抵触与磨损的直接要素。一般地说，表面亮光抵触与磨损就小，所以滑动表面的粗糙度数值往往很低（Ra0.2~0.050μm）。可是，试验标明，表面粗糙过低（Ra低于0.050μm）又会给抵触与磨损带来倒运的影响。这是由于纤细的表面高低不平，能够坚持必要的润滑油膜。因此要挑选恰当的表面要求。
滑动表面的材料对石墨轴承密封圈的寿数也有影响。滑动表面材料的硬度越大、耐磨性越高、坚持亮光的才调就越强，石墨轴承密封圈的寿数也就越长。这也是液压缸活塞杆表面镀铬的重要原因。同理能够说明具有相同粗糙度的用铜、铝合金制成的滑动表面比钢制滑动表面对密封圈的抵触与磨损更为严峻，低硬度、大紧缩量的石墨轴承密封圈不如高硬度、小紧缩量的密封圈经用的情况。
6、抵触力与石墨轴承密封圈的应用
在动密封设备中，抵触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抵触力的大小。当液体压力纤细时，石墨轴承密封圈抵触力的大小取决于它的预紧缩量。当作业液体接受压力时，抵触力随之作业压力的增加而增大。在作业压力小于20MPa的情况下，近似地呈线形联络。压力大于20MPa时，跟着压力的增加，石墨轴承密封圈与金属表面接触面积的增加也逐渐缓慢，抵触力的增加也相应缓慢。在正常情况下，石墨轴承密封圈的运用寿数跟着液体压力的升高将会近似的呈平方联络而减小。
抵触力的增加，使得旋转或往复运动的轴与石墨轴承密封圈之间产生许多的抵触热。由于大都石墨轴承密封圈都是用橡胶制成的，导热性极差。因此，抵触热就会引起橡胶的老化，导致石墨轴承密封圈实效，损坏其密封功用。抵触还会引起石墨轴承密封圈表面损害，使紧缩量减小。严峻的抵触会很快引起石墨轴承密封圈的表面损坏，失掉密封性。作气动往复运动用密封时，抵触热还会引起粘着，构成抵触力进一步增加。
运动用密封在低速运动时，抵触阻力还是引起爬行的一个要素，影响元件和系统的作业功用。所以对运动密封来说，抵触性是重要功用之一。抵触系数是抵触特性的一个点评政策，合成橡胶抵触系数较大，由于密封在运动情况时，一般处于作业油液或润滑剂参加的混合润滑情况，抵触系数一般在0.1以下。
抵触力的大小在很大程度上取决于被石墨轴承密封圈的表面硬度与表面粗糙度。
7、焦耳热效应
橡胶材料的焦耳热效应，是指处于拉伸情况的橡胶遇热产生缩短的现象。在设备石墨轴承密封圈时，为了使它在密封沟槽内不产生窜动，在用作往复运动密封时，不产生误解现象，一般使它处于某种程度的拉伸情况。但假定将这种设备方法用于旋转运动，就会产生不良的效果。原本现已紧箍在旋转轴上的石墨轴承密封圈，因旋转运动产生的抵触热而缩短，进而使这种紧箍力增大，这样，产生抵触热→缩短→紧箍力增大→产生抵触热→……，如此重复循环，就大大地促进了橡胶的老化和磨损。
