逯斌　王琦　朱永輝

（濟南鐵路局工務檢測（cè）所，山東（dōng）濟南）

　　【摘　要】分析GTC-3型鋼軌探傷車液壓控製係統漏油原因（yīn），剖（pōu）析O型密封圈密封失效原因並提出合理的（de）應對（duì）措施。
　　【關鍵詞】泄漏；密封；失效；材料
　　1　引言
　　濟南局GTC-3型探傷車液壓控製係統在2013年上半年（nián）頻繁發生O型圈密封泄漏，且每次泄露的形式和原因並不完全相（xiàng）同，造成各個機械部件無法正常動作，極大的影響車（chē）輛（liàng）在運（yùn）行區間的行車安全。針對我（wǒ）局型探傷車液壓（yā）係統多次泄露的現場（chǎng）處（chù）理情況，就O型圈密封失效泄露（lù）和具體原因及防範措施做以（yǐ）下分（fèn）析介紹。
　　2　O型圈密封原（yuán）理
　　O型橡膠（jiāo）圈密封圈簡稱O型（xíng）圈，是一種截麵形狀為圓形的橡膠圈。O型密（mì）封圈是液壓、氣動係統中使（shǐ）用Z廣（guǎng）泛的一種（zhǒng）密封件。O型（xíng）圈有良好的密封性能，既可用於靜（jìng）密封，也可用於動密封中；不僅可單獨使（shǐ）用，而且是許多組合式密封裝置（zhì）中的基本組成部（bù）分。它（tā）的使用範圍很廣，如果材料選擇得當，可以滿足各（gè）種介質和各（gè）種運動條件的要求。主要構（gòu）成材（cái）質分（fèn）為：丁腈橡膠、氟橡膠、矽橡膠、乙丙橡膠、氯丁橡膠、丁基橡膠、聚四氟（fú）乙烯（xī）、天然橡膠等。
　　O型密（mì）封圈是一種擠壓型密封，擠壓型密封的基本工作原理是依靠密封件發生彈性變形，在密封接觸麵上造成接（jiē）觸壓力，接觸壓力大於被密封介質的內壓，則不發生泄漏，反之則發生泄漏。常用的自封式壓緊型液壓密封件主要是O形密封圈，圓形（xíng）密封（fēng）圈具有結構簡單、易於製造、成本低廉等優點（diǎn），因（yīn）此它是液壓傳動係統中廣泛應用的動密封元件和靜（jìng）密封元件。其安裝在密（mì）封槽內通常產生10-25%的徑向壓縮變形，並對密封表麵產生較（jiào）高地初始接觸（chù）應（yīng）力，從而阻止無壓力液體的泄漏。
　　3　探傷車液壓係統O型圈的失效（xiào）類型
　　（1）在O型圈無損壞狀態時發生的泄漏（lòu）。O型圈（quān）本身沒有發生任何損壞，但是仍舊有泄（xiè）漏產生。根本原因（yīn）是在選擇O型圈時沒有正（zhèng）確的選擇尺寸導致壓（yā）縮量過大或過小。壓縮量過大，容易使密封圈出現裂紋、密封圈（quān）的運動阻力也會（huì）大，這樣就影響了密封（fēng）圈的（de）正常運動。壓（yā）縮量過（guò）小，沒有產生足夠的壓力導致泄漏。
　　（2）O型圈表麵損（sǔn）傷導致泄漏。當安（ān）裝密封圈溝槽表麵粗糙（cāo），工作環境中有雜（zá）質灰塵，導致密封圈摩擦時表麵損（sǔn）傷。或者是安裝、運輸中（zhōng）導致密封圈表麵劃傷，都會（huì）加速（sù）密封（fēng）圈的磨損，導致泄漏。
　　（3）O型圈（quān）扭曲（qǔ）產生泄漏。O型圈沿周向發生扭（niǔ）轉產生（shēng）泄漏也是（shì）O型圈泄漏的（de）常見形式。O型圈在溝槽內受（shòu）到密封介質的壓力而發生滾動，由於密封間隙不均勻，密封圈本身材料不均勻或者是密封零件的同軸度偏大的情況中，密封圈（quān）的密封高度不等，由此密封圈各部分受壓縮（suō）不等，所受摩擦力不等而造成密封圈（quān）發生扭（niǔ）曲。
　　（4）O型圈材質老化導致泄漏。O型圈橡膠材料是（shì）屬於彈性材料。由於種種原因，如（rú）儲存不當原因，工況原因。使O型圈彈性降低，產生形變後（hòu）不能（néng）恢複成原來（lái）的形狀，老化變形使的密封圈喪失密封能力導致泄漏。
　　3　探傷車液壓係統O型圈泄露原因分析
　　探傷車液壓係統工作液力Z高（gāo）1.5Mpa工（gōng）作溫度範圍在80℃-120℃，客觀原（yuán）因要（yào）求O型密封圈必須具有較高的密封性能和溫度適應性，通過（guò）對幾次泄露故障的調查分析有以下主要（yào）原因造成泄露：
　　（1）O型圈密封結構、型式不合理。O型圈Z大壓縮率不宜（yí）超過30%，裝配時如果壓縮率超過30%，那麽它的永久變形就會超過（guò）設計密封壓（yā）力的極限，從而造（zào）成泄漏，這（zhè）是因為O型圈橡膠材質在（zài）壓縮狀態下產生應力鬆弛現象，導致喪失彈性複原能力（lì）。因此在設計O型圈溝槽（cáo）時應避免壓縮率過大。
　　（2）材質（zhì）選擇不正確，O型圈材料與（yǔ）工（gōng）作介質不匹配。選用的O型圈橡膠材（cái）質達不到（dào）使用溫度（dù）要求。使用溫度過高，O型圈壓縮永久變形越大，當（dāng）永久變形超過40%以上後，就非常容（róng）易發生泄漏。因此在選用（yòng）O型圈的時候應該根據探傷車液壓係統的工作溫度在80-120攝氏度的特點，選配耐高溫的橡膠材料做成的O型密封圈。
　　（3）溝槽加工精度、表麵粗糙度不符合要求。由於密封（fēng）溝槽存在著同軸度偏差（chà），密封高（gāo）度不相等以及O形密封圈截（jié）麵（miàn）直徑不均勻等現象，可能使得O形密封圈的一（yī）部分（fèn）壓縮（suō）過大，另一部分過小或不受壓縮。當溝槽存在偏心即同軸偏差大於O形密封（fēng）圈的壓縮量時（shí），密封會完全失效。提（tí）高密封溝槽的加（jiā）工精密度以及減小偏心是保證（zhèng）O形圈具有可靠的密封性和壽命的重要因素。
　　（4）受橡膠焦耳效應影響。焦耳效應（yīng）是橡膠材料處於（yú）拉伸狀態的橡膠遇熱產生收縮的現象（xiàng），在安裝O型圈時為了使它在密封溝槽內不（bú）產生竄動，在用作往複運動密封時不產生（shēng）扭曲（qǔ）現象，一般使它處於某種程度的拉伸狀態。但如（rú）果（guǒ）將這種安裝方法用於旋轉運動，就會產生不良的結果。焦耳熱效應使高速的旋轉軸O形圈的接觸處產生磨擦熱，生成的熱量使（shǐ）這些（xiē）接觸部位的溫度不升，橡膠材料受熱嚴重變形，壓縮量與伸長量發生變化的現象。發熱還加速密（mì）封（fēng）材料老化，降低了O形圈的使用壽命；破壞密封油膜，由此引起斷油現象，加速密封的（de）磨（mó）損。
　　4　如何有效預防探傷車液壓係統（tǒng）O型圈泄露故障
　　（1）根（gēn）據工作介質和工作環境合理選擇匹配的（de）O型圈。
　　（2）安裝（zhuāng）前要首先檢查（chá）進行外觀檢查，周邊（biān）無飛邊、毛刺、雜質、劃痕（hén），斷麵直（zhí）徑要均勻。內徑是否（fǒu）去除毛刺表麵有無汙染。要用銼修平銳利毛刺或倒角，擦拭幹（gàn）淨表麵油汙。
　　（3）安裝前要預先適當塗（tú）抹（mò）液壓油或潤滑脂。要保證彈（dàn）性體的介質相（xiàng）容性，一般用所密封的液體來（lái）潤（rùn）滑。不（bú）得使用含（hán）固體添加劑的潤滑（huá）脂，如二硫化鉬、硫化鋅等。
　　（4）安裝時（shí）要考慮（lǜ）O型圈的硬度，防止被擠入密封間隙中，根據密封間隙和工作壓力選擇適當的硬度，橡膠硬度應隨壓力高低和間隙大小而變化，壓力（lì）高、間隙大硬度稍大，反之亦然。
　　（5）安（ān）裝時要使用無銳邊的工具，保證O形圈不扭曲，不過量拉伸。盡量使用輔助工具安裝，並保證正確定位，對於用密封（fēng）條粘接成的O形圈不得在連接（jiē）處拉伸要防止碰傷。
　　（6）在往複運動式密封（fēng）裝置的（de）外（wài）伸軸端處必須使用防塵。
　　5　總結
　　橡膠O密封圈廣泛應用於探傷車液壓係統。密封件一旦失效，輕則使（shǐ）設備不能正常使用、無法正常（cháng）進行探傷檢，重則將會造成行車的事（shì）故。然而預防密封件的失效（xiào）常常有是一個複雜的工作。技術人員不僅需要豐富（fù）的經驗和過硬的技術水平，還要有認真仔細的工作態度、堅忍不拔的（de）毅力和一定的推斷能力。液壓密封對於探傷車來說是剛涉及到的一個重要領域，個別觀點可能與專業人士存在差異，分析問題不夠透徹，希望通過本文能對其他車型的密封圈出現的問題作為參考和借鑒。
　　參（cān）考文獻：
　　[1]聞邦椿.機械設計（jì）手冊（cè）（第5版）第三卷[M].機械工業出版社，2010.
　　[2]李耀聞，宋一平等.液壓氣動（dòng）用O型橡膠密封圈溝槽尺寸GB/T34523-2005.中國機械工業聯合會，2005.

來源：《華東科技：學術版》2015年第1期