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理论与研究 肖彬·橡胶密封件常见失效形式分析

橡胶密封件常见失效形式分析

肖彬
( 中国民航飞行学院，四川 广汉 618300)

摘要 ： 密封失效是造成非计划停车的主要原因，分析橡胶密封件的失效问题对于机械设备的防漏、治漏，提高设备利用率和
生产效率有重要的意义。本文总结了橡胶密封件在使用中常见的失效形式，分析了失效形成的原因，给出了相应的解决办法，为
橡胶密封件的可靠使用提供了有益的参考。
关键词 ： 橡胶密封件 ; 失效 ; 失效形式
中图分类号 ： TQ336.42 文章编号 ： 1009-797X(2019)23-0005-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.23.002

密封性是评价机械产品质量的一个重要指标，密 生变形，一部分被挤入密封间隙。无论是以 O 形橡胶
封失效是造成非计划停车的主要原因，据统计 60% 的 密封圈为代表的挤压型密封，还是以 Y 形橡胶密封圈
非计划停车都与密封失效有关。统计显示机械设备质 为代表的唇形密封都容易出现这种失效。
量事故的 1/3 以上是由密封件失效引起的 [1] 。橡胶密 O 形橡胶密封圈的间隙挤出如图 1（a）所示，其
封件虽然其本身价值不高，但因为安装简便、密封可 特征为被间隙咬伤的部位大致在和截面中心线成 45°
靠，在机械设备的液压气动系统上普遍使用，起着关 角的位置，单向受压的如图 1（b）所示，双向受压的
键的作用，一旦失效，就会出现泄漏，引起系统压力 如图 1（c）所示。Y 形橡胶密封圈的间隙挤出如图 2
下降，导致设备无法工作，外漏还会导致环境污染， 所示。间隙挤出的原因是设计选型时未协调好橡胶密
甚至出现安全事故。所以对橡胶密封件常见失效形式 封件胶料硬度、工作压力、密封间隙三者之间的关系，
的失效原因及对策进行分析讨论，对于机械设备的防 我国标准推荐的 O 形橡胶密封圈和 Y 形橡胶密封圈胶
漏、治漏，提高设备利用率和生产效率都有重要的意 料硬度、工作压力、密封间隙取值如表 1、表 2 所示。
义。雷晓娟 [2] 从材料、设计、装配等方面总结了 O 形
橡胶圈的失效原因。李珍莲等 [3] 从材料、结构、转速、
磨损等方面分析并确定了航空发动机上高速 PTFE 唇
形密封圈的失效原因。高翔等对某飞机蓄压器进气端
的 O 形橡胶密封圈的失效问题进行了宏观、微观和工
图 1 O 形圈的挤出方式
作过程分析，找出了失效原因 [4] 。可见，橡胶密封圈
使用的范围广泛，其失效问题受到了使用者和研究者
的关注 [5] ，但它的失效形成原因复杂，需要综合材料、
设计、使用等多方面因素来考虑。本文总结了橡胶密
封件在使用中常见的失效形式，分析了失效形成的原
因，给出了相应的解决办法。
图 2 Y 形密封圈间隙挤出
1 间隙挤出
间 隙 挤 出 是 橡 胶 密 封 件 最 常 见 的 失 效 形 式 [6~7] 。
机械设备的液压气动系统由于运动及工艺、装配等方
作者简介 ：肖彬（1973-），男，工程师，主要从事橡胶密
面的原因必然有间隙，橡胶密封件在系统压力的作用 封制品和模具的设计及制造工艺研究。
下，被推向无压力或低压力的一侧和沟槽边接触，产 收稿日期 ：2019-03-27

年
2019 第 45 卷 ·5·