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O形圈密封寿命预测技术研究进展 摘要： O形圈密封在设备生产中起着重要的作用，对其的寿命预测尤为重要，决定了装备的可靠性、维护的难易程度和维护成本。文章主要介绍了O形圈寿命预测技术的方法，以及各种方法的优缺点。对预测技术的发展的梳理，为O形圈密封寿命的研究提供理论依据和参考。 关键字： O形圈；密封寿命；老化；预测技术 O形圈密封具有结构简单，密封可靠，摩擦力小，容易制造且造价低廉，在设计，制造和选型方面拥有比较完善的技术标准和成熟的经验这些优点。所以，O形圈密封被广泛的应用于压力设备，液压与气动机械中。 O形圈的材料是橡胶，主要的种类有丁晴橡胶，氟橡胶和硅橡胶以及其他的橡胶材料。橡胶具有良好的弹性和回弹性，适当的硬度，较好的耐磨性和适当的机械强度。这些性质使得O形密封圈满足密封条件。O形密封圈是一种挤压密封元件，其密封原理是通过弹性O形元件的挤压变形, 在密封接触面上产生接触压力, 当接触压力大于内密封介质压力时起到密封作用。 密封在设备和机械中起着十分重要的作用，密封的失效往往会产生严重的后果，小则致密封介质的泄露，大则致使重大安全事故，造成人员安全和财产损失。所以，要及时避免密封失效的发生。因此，密封失效的时间预测是亟待解决的。O形圈的密封失效的定义：被密封的介质通过密封部件并造成下列情况之一者，则认为密封失效。 1. 从密封系统中泄露的介质量超标。 2. 密封系统的压力降低的值超标。 3. 加入密封系统的阻塞流体或缓冲流体的量超标。 O形圈密封的失效的主要原因是O形圈硬化而失去弹性，接触力减弱使得密封接触面间存在渗漏和O形圈的断裂破损。造成O形圈的这种现象的出现的原因主要是橡胶的老化，接触面间的磨损以及密封结构设计和O形圈选型的不当。所以，我们研究的就是对O形圈的工作环境的模拟推算出O形圈正常情况下的寿命。 哟啊封度、和回弹性【通常来讲O形橡胶密封材料的寿命包括贮存寿命，使用寿命以及正在使用的O形圈的剩余寿命。贮存寿命指O形圈在规定的存放条件下，其性能仍能达到所规定标准的最长贮存年限。使用寿命指在实际使用条件下O形圈所能保持密封性能的工作年限。剩余寿命则是指使用一段时间后的O形圈仍能达到密封要求的年限。其中，影响O形圈的寿命的因素主要是组成O形圈的橡胶材料的老化。对于O形圈寿命的预测也主要是研究橡胶在特定工作环境下的老化过程和所需的时间。 常见的O形圈寿命的确定方法有两种。第一种确定橡胶制品寿命的方法是按照ISO推荐的方法，即依据生胶耐热老化性划分等级给出寿命。美国军用标准化手册，英国宇航标准有关橡胶制品的贮存寿命都是按照这种方法制定的。这种方法试验简单，省时省钱。但有很大缺陷, 因为硫化橡胶耐老化性除了取决生胶之外, 其它配合剂例如硫化剂、防老剂、填充剂对硫化胶耐热老化性仍有很大影响、有时甚至超过生胶的作用。第二种确定寿命的方法是在实验室开展加速老化试验，即根据橡胶老化的性能变化规律，在不同温度或其他条件下模拟老化环境进行加速老化试验，再根据性能参数与时间的关系外推出需要求出的寿命。这种方法建立在加速老化试验温度下和贮存或使用温度下橡胶的老化机理是相同的这一前提下。本文旨在论述第二种方法，根据具体的外界环境对O形圈老化的影响有以下试验方法： 1. 热老化试验。该试验主要有热空气老化试验，压力空气热老化试验，热氧老化试验和湿热老化试验。试验是将试验样品置于给定条件如温度、风速等的热老化试验箱内，并周期性地检查和测定试样的外观及性能变化，测量某选定性能。当材料性能下降到某一给定指标时，如材料的压缩永久变形量，作为材料的老化终点，从而得出每个温度下的热寿命，达到对材料的热老化性能进行评估的目的。该试验应遵循一定原则：当加速老化的外部因素为最大值时，老化的物理化学过程应与在真实的贮存和使用条件下所进行的过程相同；规定将材料暴露于不少于3 个比实际使用或贮存温度更高的温度下。试验主要采用拉伸强度、定伸应力、拉断伸长率和硬度其中之一作为测定参数。试验的结果用百分变化率表示。 2．耐臭氧老化试验。它有两种试验情况：静态拉伸和动态拉伸。这两种实验结果能分别为不同工作环境状况下的O形圈提供耐臭氧性能参考。 3. 人工气候老化试验。该试验方法实现O型圈加速老化的手段是使用氙灯或是荧光紫外灯等设备模拟自然老化环境。把在其中的性能参数变化规律近似作为评估O形圈在自然条件下老化性能的依据。 此外，还有老化表面龟裂试验，光-臭氧老化试验，大气热老化试验，自然贮存老化试验，生物老化试验等。其中主要是以热老化试验为