一、 介質(zhì)工作壓力對O型圈永久變形的影響

工作介質(zhì)的壓力是引起O型圈永久變形的主要因素。現(xiàn)代液壓設(shè)備的工作壓力正日益提高。長時間的高壓作用會使O型圈發(fā)生永久變形。因此，設(shè)計時應(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O型圈材料的耐壓性能，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，一般需要改進材料的配方，加入增塑劑。但是，具有增塑劑的O密封形圈，長時間在工作介質(zhì)中浸泡，增塑劑會逐漸被工作介質(zhì)吸收，導(dǎo)致O型密封圈體積收縮，甚至可能使O型密封圈產(chǎn)生負壓縮（即在O型密封圈和被密封件的表面之間出現(xiàn)間隙）。因此，在計算O型密封圈壓縮量和進行模具設(shè)計時，應(yīng)充分考慮到這些收縮量。應(yīng)使壓制出的O型密封圈在工作介質(zhì)中浸泡120~240h后仍能保持必要的尺寸。

O型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，即會出現(xiàn)泄漏，所以幾種膠料的耐熱性界限為：丁晴橡膠100℃，三元乙丙橡膠150℃，氟橡膠240℃。同一材料的O型圈，在同一溫度下，截面直徑大的O型圈壓縮永久變形率較低。

在油中的情況就不同了。由于此時O型圈不與氧氣接觸，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。以丁晴橡膠為例，它的工作溫度可達120℃或更高。

二、 O型圈的扭曲現(xiàn)象

扭曲是指O型圈沿周向發(fā)生扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，扭曲現(xiàn)象一般發(fā)生在動密封狀態(tài)。

O型圈如果裝配的妥善，并且使用條件適當(dāng)，一般不大容易在往復(fù)運動狀態(tài)下產(chǎn)生滾動或扭曲，因為O型圈與溝槽的接觸面積大于在滑動表面上的摩擦接觸面積，而且O型圈本身的抗拒能力原來就能阻止扭曲。摩擦力的分布也趨向保持O型圈在其溝槽中靜止不動，因為靜摩擦大于滑動摩擦，而且溝槽表面的粗糙度一般不如滑動表面的粗糙度。

引起扭曲損傷的原因很多，其中主要的是由于活塞、活塞桿和缸筒的間隙不均勻、偏心過大、O型圈斷面直徑不均勻等造成，由于造成O型圈受的摩擦力不均勻，O型圈的某些部分摩擦過大，發(fā)生扭曲。通常，斷面尺寸較小的O型圈，容易產(chǎn)生摩擦不均勻。造成扭曲（運動用O型圈比固定用O型圈的斷面直徑大就是這個道理。）

另外，由于密封溝槽存在著同軸度偏差，密封高度不相等以及O型圈截面直徑不均勻等現(xiàn)象，可能使得O型圈的一部分壓縮過大，另一部分過小或不受壓縮。當(dāng)溝槽存在偏心即同軸偏差大于O型圈的壓縮量時，密封會完全失效。密封溝槽同軸度偏差大的另一個害處是使O型密封圈沿圓周壓縮不均。此外還有由于O型圈截面直徑、材質(zhì)硬度、潤滑油膜厚度等的不均以及密封軸表面粗糙度等因素的影響，導(dǎo)致O型圈的一部分沿工件表面滑動，另一部分則發(fā)生滾動，從而造成O型圈的扭曲。運動使圈很容易因扭曲而損壞，這是密封裝置發(fā)生損壞和泄漏的重要原因。因此提高密封溝槽的加工精密度以及減小偏心是保證O型圈具有可靠的密封性和壽命的重要因素。

安裝密封圈不應(yīng)該讓它處于扭曲狀態(tài)。假如在安裝時就被扭曲，則扭曲損傷就會很快發(fā)生。在工作中，扭曲現(xiàn)象會將O型圈切斷，產(chǎn)生大量漏油，而且切斷的O型圈會混到液壓系統(tǒng)的其他部位，造成重大事故。

為了防止O型圈的扭曲損傷，在設(shè)計時應(yīng)注意以下幾點：

1）O型圈安裝溝槽的同心度大小，應(yīng)從加工方便和不產(chǎn)生扭曲現(xiàn)象兩個方面來考慮。

2）O型圈斷面尺寸應(yīng)均勻，并且在每次安裝時都應(yīng)在密封部位充分涂抹潤滑油或潤滑脂。有時也可以采用浸透潤滑油的氈圈式加油裝置。

3）加大O型圈的截面直徑，動密封用O型密封圈的截面直徑一般應(yīng)大于靜密封用O型圈；此外，O型圈應(yīng)避免用作大直徑活塞的密封。

4）在低壓下也產(chǎn)生扭曲損傷時，可使用密封圈保護擋圈。

5）降低缸筒和活塞桿的表面粗糙度。

6）采用低摩擦系數(shù)的材料制作O型密封圈。

三、 溫度對O型圈弛張過程的關(guān)系

使用溫度是影響O型圈永久變形的另一個重要因素。高溫會加速橡膠材料的老化。工作溫度越高，O型圈的壓縮永久變形就越大。當(dāng)永久變形大于40%時，O型圈就失去了密封能力而發(fā)生泄漏。因壓縮變形而在O型圈的橡膠材料中形成的初始應(yīng)力值，將隨著O型圈的馳張過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型圈，其初始壓縮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完全喪失初始應(yīng)力；即使耐低溫的橡膠材料，此時的初始應(yīng)力也不會大于20℃時初始應(yīng)力的25%。這是因為O型圈的初始壓縮量取決于線脹系數(shù)。所以，選取初始壓縮量時，就必須保證在由于馳張過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O型圈,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)計上應(yīng)盡量保證O型圈具有適宜的工作溫度，或選用耐高、低溫的O型圈材料，以延長使用壽命。