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摩擦力的大小在很大程度上取決于被密封件的表面硬度與表面粗糙度。在動密封裝置中,摩擦與磨損是ED圈損壞的重要影響因素。磨損程度主要取決于摩擦力的大小。當液體壓力微小時,ED圈摩擦力的大小取決于它的預壓縮量。當工作液體承受壓力時,摩擦力隨之工作壓力的增加而增大。在工作壓力小于20MPa的情況下,近似地呈線形關系。壓力大于20MPa時,隨著壓力的增加,ED圈與金屬表面接觸面積的增加也逐漸緩慢,摩擦力的增加也相應緩慢。在正常情況下,ED圈的使用壽命隨著液體壓力的升高將會近似的呈平方關系而減小。
摩擦力的增加,使得旋轉或往復運動的軸與O形密封圈之間產生大量的摩擦熱。由于多數ED圈都是用橡膠制成的,導熱性極差。因此,摩擦熱就會引起橡膠的老化,導致ED圈實效,破壞其密封性能。摩擦還會引起ED圈表面損傷,使壓縮量減小。嚴重的摩擦會很快引起ED圈的表面損壞,失去密封性。作氣動往復運動用密封時,摩擦熱還會引起粘著,造成摩擦力進一步增加。運動用密封在低速運動時,摩擦阻力還是引起爬行的一個因素,影響元件和系統的工作性能。所以對運動密封來說,摩擦性是重要性能之一。摩擦系數是摩擦特性的一個評價指標,合成橡膠摩擦系數較大,由于密封在運動狀態時,通常處于工作油液或潤滑劑參與的混合潤滑狀態,摩擦系數一般在0.1以下。
三、ED圈的壓縮率和拉伸量對變形的關系
制作ED圈所用的各種配方的橡膠,在壓縮狀態下都會產生壓縮應力松弛現象,此時,壓縮應力隨著時間的增長而減小。使用時間越長、壓縮率和拉伸量越大,則由橡膠應力松弛而產生的應力下降就越大,以致ED圈彈性不足,失去密封能力。因此,在允許的使用條件下,設法降低壓縮率是可取的。增加ED圈的截面尺寸是降低壓縮率簡單的方法,不過這會帶來結構尺寸的增加。
應該注意,人們在計算壓縮率時,往往忽略了ED圈在裝配時受拉伸而引起的截面高度的減小。ED圈截面面積的變化是與其周長的變化成反比的。同時,由于拉力的作用,ED圈的截面形狀也會發生變化,就表現為其高度的減小。此外,在表面張力作用下,ED圈的外表面變得更平了,即截面高度略有減小。這也是O形密封圈壓縮應力松弛的一種表現。
ED圈截面變形的程度,還取決于ED圈材質的硬度。在拉伸量相同的情況下,硬度大的ED圈,其截面高度也減小較多,從這一點看,應該按照使用條件盡量選用低硬度的材質。在液體壓力和張力的作用下,橡膠材料的O形密封圈也會逐漸發生塑性變形,其截面高度會相應減小,以致失去密封能力
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