O型圈的橡胶补强

在橡胶中通过加入大量的物质来改善橡胶的拉伸强度、耐磨性、撕裂强度和定伸应力等力学性能，提高使用性能，延长制品使用寿命，这种作用称为O型圈的橡胶补强，这些物质称为补强剂。常用的补强剂有炭黑、白炭黑、硅酸盐、活性碳酸钙、氧化锌以及一些有机化合物。

炭黑是橡胶工业中的主要补强剂，几十年来，人们对炭黑补强机理进行了广泛的探讨，总结出许多学说，其中橡胶分子链滑动理论较典型。该理论认为炭黑粒子表面的活性是不均一的，存在着少数强活性点及大量的能量不同的吸附点。因此炭黑对其表面上的橡胶链有不同的结合能量，可以是多数的由范德华力引起的吸附或少数的化学结合键。当炭黑补强硫化胶受到外力作用时，被吸附的橡胶链段会在炭黑粒子表面滑动伸长，于是产生以下补***应。效应的结果，可使橡胶的轻度大大提高，抵抗破裂。

1、 当分子链滑动时，大量的物理吸附的解析作用吸收歪理而起到缓冲作用。

2、 由于滑动摩擦使胶料产生高滞后损耗，损耗会消耗一部分能量，并转化为热能耗散掉，从而保护橡胶不受破坏

3、 分子链滑动的结果，是使橡胶链高度定向，使应力均匀分布，从而承担了大的应力或模量

O型圈的适度压缩问题

一般认为O形环密封件被挤压的越厉害（即变形相对于它的“挤压”状态），就会更紧的密封，其配合硬件之间更大的力 - 即液体，气体和干粉末无法阻止橡胶密封件和配合硬件之间的流动。当它不被挤压，具有高的压缩***变形（通常超过80％）的弹性体不再返回到它的原始未压缩的形状，然而，假设增加O形环上的挤压将导致一个更好的密封，这个想法可能并不总是正确的，这取决于其他因素。这些包括：
    1、安装损坏：在安装过程中更有力地挤压O形圈时，就越有可能掐他们，就会有产生泄漏的可能。在40％，捏配合部件之间的O形环是难以避免的，而在25％的安装夹持下，实际上不需要。
    2、交配硬件损坏：不挤压的量和保持挤压所需要的压缩载荷力之间是线性的。事实上，压缩负荷力上升超过30％的挤压快得多。 O形环需要几乎两年半倍负荷力来压缩到40％比它到25％。压缩载荷的这种水平可压扁或变形轻质或脆弱的配合部件。
    3、O型圈材料：全氟弹性体和化合物与低伸长率（即，他们只舒展“到目前为止”）时，挤压超过30％的可能会破裂。其他材料能体验到加速压缩***变形，降低使用寿命在40％的挤压。
    4、应用：虽然许多变量影响密封圈的形式，配合和功能，但最重要的参数是挤压的施用量。然而，由于这些数据表明，在理想的量挤压本身是受许多因素。我们不能假设，更多的挤压是更好的。其他因素也会导致O形环密封表现不佳，如热降解，化学相互作用，气体渗透，机械损伤如挤压或磨损，或弹性的低温损耗。在这些情况下，调整挤压的量是不可能解决问题的。

O型圈断裂应该如何解决

1、外观检查

　　该失效分析中关键性的一步是要对O型圈的机械损坏进行***的检查。显然，所有的三个O型圈都产生了损坏，这必将会导致泄漏。令人惊讶的是，所有三个O型圈的断裂都被朝着压力源的方向，而不是背离它。然而，忽略其它可能导致失效的原因则可能会导致对更关键因素的忽视，而这些关键因素能带来的预防方法。在本文的例子里面，O型圈并没有产生其它的机械损坏。举例来说，这种O型圈不存与压力有关的挤出失效证据，当流体的压力超过材料所能承受的强度时，橡胶会被挤压进入配件之间的空隙，留下“损毁”橡胶的区域。这种情况显然不存在于此O型圈上。并且没有任何的迹象表明这种O型圈在装配的零件之间产生了任何方式的压缩。

　　此外，该橡胶材料也没有任何化学分解或者热降解的迹象。不同于其它损坏点，该O型圈没有明显的膨胀、硬化、变软、起泡、压缩变形、脆化或者抗拉强度的损失等。非常简单，与其他较明显的损毁相比不存在损坏。基于这些原因，这些密封材料的化学和热不兼容性的因素得以被证明不是失效根本原因的潜在因素。

　　2、对断裂进行分析

　　O型圈的失效最常出现在为了满足应用，O形垫圈被拉伸的装配过程中。在这种情况下，虽然，O型圈通过了初始的泄露测试和并且使用了长达几个星期。对于被毁坏的O型圈这是不可能的。因此，在进行安装和初始压力测试的时候，O型圈必须是没有损坏的。这意味着O形垫圈肯定是在使用过程中损毁，即在它被安装在槽内之后，这是一种在静态O型圈密封装置中中非常罕见的情况。这种类型的使用中的损毁通常可以追溯到一个或两个原因。

　　最常见的使用中的O型圈损毁的原因是撕裂，它是从最初的扭缩点传开的。在这种情况下，O型密封圈的一部分在安装配合的金属零件中被压碎，通常是在安装过程中意外弹出凹槽时产生的。以这种方式损毁的O型密封圈会表现出明显的机械损坏迹象，其中包括：部分被严重压碎，O型密封圈上某部分缺失，横截面上有呈半圆形的切除等。在某些情况下，一个缩紧的O型密封圈会通过初始的泄露试验并在使用过程中损毁，这是由于O型密封圈初始的缩紧损坏传播的结果。然而，在这些失效O型密封圈中没有任何缩紧损坏的证据。