工程机械液压O形圈密封失效的原因及改进措施

　　工程机械液压系统的两个主要问题是污染和泄漏。污染的主要途径是系统外界的气体、液体或固体颗粒进入液压系统；泄漏主要是液压油经过密封措施跑出液压系统。泄漏和污染都与液压系统的密封措施失效有关。

　　0形圈是工程机械液压系统应用最广泛的密封圈，主要应用于管路和连接件密封、多路阀结合面密封、油口与阀体表面密封等。0形圈是一种自动双向密封元件，0形圈在安装时，其轴向和径向受到一定量的预压缩，使其具备初始密封能力，而随着液压系统压力的升高，0形圈的密封能力自动增大。

　　作者主要使用进口0形圈，以Parker和NOK的为主。按照O形圈产品样本上所提供的沟槽尺寸和精度要求进行设计、生产和检验，在沟槽几何尺寸和表面质量均符合O形圈要求的情况下安装使用，其密封效果不理想，主要表现在批量装机使用后，外泄漏的故障率较高。

　　为什么按照样本要求加工沟槽、安装和使用，仍然有较高的外泄漏呢?

　　1 问题的原因

　　根据0形圈的密封机理，O形圈的初始密封作用来源于预压缩量。在无压缩状态下，O形圈与沟槽的关系如图1示。

　　图1 无压缩状态

　　当密封圈的盖板安装到位后，0形圈受到压缩后产生一定的变形，如图2所示。

　　图2 无压力作用下的压缩状态

　　当O形圈的一侧有压力时，O形圈受压再次变形，如图3所示。

　　图3 O形圈一侧有压力时

　　由于加工设备等原因，作者公司生产的O形圈槽的结合面的平面度和光洁度较差，导致盖板不能很好地贴合到0形圈的安装面上，这样，实际安装的0形圈的压缩率就达不到样本尺寸所要求的值，即O形圈实际上并没有压紧。

　　这就导致O形圈在受压时容易在结合面的缝隙处被挤出，如图4所示。

　　图4 O形圈被挤出

　　当长时间挤出或瞬时挤出过大时，O形圈就会失效，失去密封作用，失效后的O形圈如图5所示。

　　2 问题的解决

　　图5 O形圈失效

　　找到了故障的原因，解决起来就容易多了。在现有加工设备和技术条件下，提高0形圈实际压缩率的办法很简单，就是适当降低0形圈沟槽的深度，使其在安装后产生更大的压缩量。但是也不能过分压缩，因为过大的压缩量会导致O形圈的塑性变形，反而更容易失去密封作用。经过多次试验的摸索，发现合适的压缩率在25％左右，这样既不会因过压缩而导致塑性变形失效，也不会因压缩不足而失去密封作用。