石墨制品石墨軸承密封圈的主要失效原因及其防治措施

石墨制品石墨軸承密封圈的首要失效原因及其防治方法
    石墨制品石墨軸承密封圈規劃、運用不妥會加速它的損壞，丟掉密封功用。試驗標明，如密封設備各部分規劃合理，單純地跋涉壓力，并不會構成石墨軸承密封圈的損壞。在高壓、高溫的作業條件下，石墨軸承密封圈損壞的首要原因是石墨軸承密封圈材料的永久變形和O型圈被擠入密封空位而引起的空位咬傷一級石墨軸承密封圈在運動時出現誤解現象。
1、永久變形
    由于石墨制品石墨軸承密封圈密封圈用的石墨材料是歸于粘彈性材料，所以初期設定的壓緊量和回彈阻塞才調經長時間的運用，會產生永久變形而逐漸丟掉，畢竟產生走漏。永久變形和彈力消失是石墨軸承密封圈失掉密封功用的首要原因，以下是構成永久變形的首要原因。
    1）緊縮率和拉伸量與永久變形的聯絡
    制作石墨軸承密封圈所用的各種配方的橡膠，在緊縮情況下都會產生緊縮應力懈怠現象，此時，緊縮應力跟著時間的增加而減小。運用時間越長、緊縮率和拉伸量越大，則由橡膠應力懈怠而產生的應力下降就越大，致使石墨軸承密封圈彈性缺少，失掉密封才調。因此，在容許的運用條件下，設法下降緊縮率是可取的。增加石墨軸承密封圈的截面標準是下降緊縮率最簡略的方法，不過這會帶來結構標準的增加。
    應該留意，人們在核算緊縮率時，往往忽略了石墨軸承密封圈在裝置時受拉伸而引起的截面高度的減小。石墨軸承密封圈截面面積的改動是與其周長的改動成反比的。同時，由于拉力的效果，石墨軸承密封圈的截面形狀也會產生改動，就體現為其高度的減小。此外，在表面張力效果下，石墨軸承密封圈的表面面變得更平了，即截面高度略有減小。這也是石墨軸承密封圈緊縮應力懈怠的一種體現。
    石墨軸承密封圈截面變形的程度，還取決于石墨軸承密封圈材料的硬度。在拉伸量相同的情況下，硬度大的石墨軸承密封圈，其截面高度也減小較多，從這一點看，應該按照運用條件盡量選用低硬度的材料。在液體壓力和張力的效果下，橡膠材料的石墨軸承密封圈也會逐漸產生塑性變形，其截面高度會相應減小，致使畢竟失掉密封才調。
    2）溫度與石墨軸承密封圈馳張進程的聯絡
    運用溫度是影響石墨軸承密封圈永久變形的另一個重要要素。高溫會加速橡膠材料的老化。作業溫度越高，石墨軸承密封圈的緊縮永久變形就越大。當永久變形大于40%時，石墨軸承密封圈就失掉了密封才調而產生走漏。因緊縮變形而在石墨軸承密封圈的橡膠材猜中構成的初始應力值，將跟著石墨軸承密封圈的馳張進程和溫度下降的效果而逐漸下降致使消失。溫度在零下作業的石墨軸承密封圈，其初始緊縮或許由于溫度的急劇下降而減小或完全消失。在-50~-60℃的情況下，不耐低溫的石墨材料會完全丟掉初始應力；即便耐低溫的橡膠材料，此時的初始應力也不會大于20℃時初始應力的25%。這是由于石墨軸承密封圈的初始緊縮量取決于線脹系數。所以，選取初始緊縮量時，就必須確保在由于馳張進程和溫度下降而構成應力下降后仍有滿意的密封才調。
    溫度在零下作業的石墨軸承密封圈,應特別留意橡膠材料的康復指數和變形指數。
    綜上所述，在規劃上應盡量確保石墨軸承密封圈具有合適的作業溫度，或選用耐高、低溫的石墨軸承密封圈材料，以延伸運用壽數。
3）介質作業壓力與永久變形
    作業介質的壓力是引起石墨軸承密封圈永久變形的首要要素。現代液壓設備的作業壓力正日益跋涉。長時間的高壓效果會使石墨軸承密封圈產生永久變形。因此，規劃時應根據作業壓力選用恰當的耐壓橡膠材料。作業壓力越高，所用材料的硬度和耐高壓功用也應越高。
    為了改進石墨軸承密封圈材料的耐壓功用，增加材料的彈性（特別是增加材料在低溫下的彈性）、下降材料的緊縮永久變形，一般需求改進材料的配方，參加增塑劑。可是，具有增塑劑的石墨軸承密封圈，長時間在作業介質中浸泡，增塑劑會逐漸被作業介質吸收，導致石墨軸承密封圈體積縮短，乃至或許使石墨軸承密封圈產生負緊縮（即在石墨軸承密封圈和被密封件的表面之間出現空位）。因此，在核算石墨軸承密封圈緊縮量和進行模具規劃時，應充沛考慮到這些縮短量。應使捆綁出的石墨軸承密封圈在作業介質中浸泡5~10晝夜后仍能堅持必要的標準。
    石墨軸承密封圈材料的緊縮永久變形率與溫度有關。當變形率在40%或更大時，即會出現走漏，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℃。因此各國對石墨軸承密封圈的永久變形作了規則。我國標準橡膠材料的石墨軸承密封圈在不同溫度下的標準改動見表。同一材料的O型圈，在同一溫度下，截面直徑大的石墨軸承密封圈緊縮永久變形率較低。
    在油中的情況就不同了。由于此時石墨軸承密封圈不與氧氣接觸，所以上述不良反應大為減少。加之又一般會引起膠料有必定的脹大，所以因溫度引起的緊縮永久變形率將被抵消。因此，在油中的耐熱性大為跋涉。以丁腈橡膠為例，它的作業溫度可達120℃或更高。
2、空位咬傷
    被密封的零件存在著幾許精度（包括圓度、橢圓度、圓柱度、同軸度等）不良、零件之間不同心以及高壓下內徑脹大等現象，都會引起密封空位的擴大和空位擠出現象的加劇。石墨軸承密封圈的硬度對空位擠出現象也有明顯的影響。液體或氣體的壓力越高，石墨軸承密封圈材料硬度越小，則石墨軸承密封圈的空位擠出現象越嚴峻。
    防止空位咬傷的方法是，對石墨軸承密封圈的硬度和密封空位加以嚴格的控制。選用硬度合適的密封材料控制空位。常用的石墨軸承密封圈的硬度規劃是HS60~90。低硬度者用于低壓，高硬度者用于高壓。
    配用恰當的石墨軸承密封圈維護擋圈，是防止石墨軸承密封圈被擠入空位的有用方法。
3、誤解現象
    誤解是指石墨軸承密封圈沿周向產生改動的現象，誤解現象一般產生在動密封情況。
    石墨軸承密封圈假定裝置的妥善，并且運用條件恰當，一般不大簡略在往復在往復運動情況下產生翻滾或誤解，由于石墨軸承密封圈與溝槽的接觸面積大于在滑動表面上的抵觸接觸面積，并且石墨軸承密封圈自身的反抗才調原本就能阻擋誤解。抵觸力的散布也趨向堅持石墨軸承密封圈在其溝槽中靜止不動，由于靜抵觸大于滑動抵觸，并且溝槽表面的粗糙度一般不如滑動表面的粗糙度。
    引起誤解損害的原因許多，其間最首要的是由于活塞、活塞桿和缸筒的空位不均勻、偏疼過大、石墨軸承密封圈斷面直徑不均勻等構成，由于構成O型圈在一周多受的抵觸力不均勻，石墨軸承密封圈的某些部分抵觸過大，產生誤解。一般，斷面標準較小的石墨軸承密封圈，簡略產生抵觸不均勻。構成誤解（運動用石墨軸承密封圈比固定用石墨軸承密封圈的斷面直徑大就是這個道理。）
    其他，由于密封溝槽存在著同軸度過失，密封高度不相等以及石墨軸承密封圈截面直徑不均勻等現象，或許使得石墨軸承密封圈的一部分緊縮過大，另一部分過小或不受緊縮。當溝槽存在偏疼即同軸過失大于石墨軸承密封圈的緊縮量時，密封會完全失效。密封溝槽同軸度過失大的另一個害處是使石墨軸承密封圈沿圓周緊縮不均。此外還有由于石墨軸承密封圈截面直徑、材料硬度、潤滑油膜厚度等的不均以及密封軸表面粗糙度等要素的影響，導致石墨軸承密封圈的一部分沿作業表面滑動，另一部分則產生翻滾，然后構成石墨軸承密封圈的誤解。運動用石墨軸承密封圈很簡略因誤解而損壞，這是密封設備產生損壞和走漏的重要原因。因此跋涉密封溝槽的加工精密度以及減小偏疼是確保石墨軸承密封圈具有可靠的密封性和壽數的重要要素。
    設備石墨軸承密封圈不應是它處于誤解情況。假定在設備時就被誤解，則誤解損害就會很快產生。在作業中，誤解現象會將石墨軸承密封圈堵截，產生許多漏油，并且堵截的石墨軸承密封圈會混到液壓系統的其他部位，構成重大事故。
4、磨粒磨損現象
    當密封的空位具有相對運動時，作業環境中的灰塵和沙粒等被粘附在活塞桿表面，并跟著活塞桿的往復運動與油膜一同被帶入缸內，成為侵入石墨軸承密封圈表面的磨粒，加速石墨軸承密封圈的磨損，致使其失掉密封性。為了防止這種情況產生，在往復運動式密封設備的外伸軸端處必須運用防塵圈。
5、滑動表面對石墨軸承密封圈的影響
    滑動表面的粗糙度是影響石墨軸承密封圈表面抵觸與磨損的直接要素。一般地說，表面亮光抵觸與磨損就小，所以滑動表面的粗糙度數值往往很低（Ra0.2~0.050μm）。可是，試驗標明，表面粗糙過低（Ra低于0.050μm）又會給抵觸與磨損帶來倒運的影響。這是由于纖細的表面高低不平，能夠堅持必要的潤滑油膜。因此要挑選恰當的表面要求。
    滑動表面的材料對石墨軸承密封圈的壽數也有影響。滑動表面材料的硬度越大、耐磨性越高、堅持亮光的才調就越強，石墨軸承密封圈的壽數也就越長。這也是液壓缸活塞桿表面鍍鉻的重要原因。同理能夠說明具有相同粗糙度的用銅、鋁合金制成的滑動表面比鋼制滑動表面對密封圈的抵觸與磨損更為嚴峻，低硬度、大緊縮量的石墨軸承密封圈不如高硬度、小緊縮量的密封圈經用的情況。
6、抵觸力與石墨軸承密封圈的應用
    在動密封設備中，抵觸與磨損是石墨軸承密封圈損壞的重要影響要素。磨損程度首要取決于抵觸力的大小。當液體壓力纖細時，石墨軸承密封圈抵觸力的大小取決于它的預緊縮量。當作業液體接受壓力時，抵觸力隨之作業壓力的增加而增大。在作業壓力小于20MPa的情況下，近似地呈線形聯絡。壓力大于20MPa時，跟著壓力的增加，石墨軸承密封圈與金屬表面接觸面積的增加也逐漸緩慢，抵觸力的增加也相應緩慢。在正常情況下，石墨軸承密封圈的運用壽數跟著液體壓力的升高將會近似的呈平方聯絡而減小。
    抵觸力的增加，使得旋轉或往復運動的軸與石墨軸承密封圈之間產生許多的抵觸熱。由于大都石墨軸承密封圈都是用橡膠制成的，導熱性極差。因此，抵觸熱就會引起橡膠的老化，導致石墨軸承密封圈實效，損壞其密封功用。抵觸還會引起石墨軸承密封圈表面損害，使緊縮量減小。嚴峻的抵觸會很快引起石墨軸承密封圈的表面損壞，失掉密封性。作氣動往復運動用密封時，抵觸熱還會引起粘著，構成抵觸力進一步增加。
    運動用密封在低速運動時，抵觸阻力還是引起爬行的一個要素，影響元件和系統的作業功用。所以對運動密封來說，抵觸性是重要功用之一。抵觸系數是抵觸特性的一個點評政策，合成橡膠抵觸系數較大，由于密封在運動情況時，一般處于作業油液或潤滑劑參加的混合潤滑情況，抵觸系數一般在0.1以下。
   抵觸力的大小在很大程度上取決于被石墨軸承密封圈的表面硬度與表面粗糙度。
7、焦耳熱效應
    橡膠材料的焦耳熱效應，是指處于拉伸情況的橡膠遇熱產生縮短的現象。在設備石墨軸承密封圈時，為了使它在密封溝槽內不產生竄動，在用作往復運動密封時，不產生誤解現象，一般使它處于某種程度的拉伸情況。但假定將這種設備方法用于旋轉運動，就會產生不良的效果。原本現已緊箍在旋轉軸上的石墨軸承密封圈，因旋轉運動產生的抵觸熱而縮短，進而使這種緊箍力增大，這樣，產生抵觸熱→縮短→緊箍力增大→產生抵觸熱→……，如此重復循環，就大大地促進了橡膠的老化和磨損。