該文對液壓齒輪泵中的O形圈的密封機理進行了簡要分析，并給出O形圈選用時的一些注意事項。

　　引言

　　液壓傳動是以有壓流體為工作介質(zhì)進行能量轉(zhuǎn)換、傳遞和控制的一種方式。液壓齒輪泵是液壓傳動系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換元件，廣泛應用于工程、礦山、叉車等機械中。

　　液壓齒輪油泵動、靜態(tài)密封均常使用：動態(tài)密封有旋轉(zhuǎn)機械密封、橡膠唇形密封；靜態(tài)密封有墊片、O形密封圈和密封劑等。液壓齒輪泵最常用外密封(內(nèi)壓)為O形圈密封，密封邊界大多是一個平面類環(huán)形端面。

　　1、密封與泄漏

　　密封嚴格意義的說只是一個程度問題，它永遠不是絕對的，密封技術(shù)所能解決的問題也只是防止或減少泄漏。從物理意義上講，并不存在絕對的密封，任何間隙，盡管很小，都允許液態(tài)分子在兩個方向上有通道，即口語上的泄漏。液壓系統(tǒng)中最多的泄漏模式是由壓力流引起的，以滴出或流出的液體出現(xiàn)。

　　各種各樣的密封系統(tǒng)中，密封間隙的形式和尺寸變化很大，密封界面的膜厚范圍從0.1μm 左右到1mm。在接觸式密封中，密封間隙是很小的，密封界面相對滑動時，密封界面的動態(tài)流體膜形成，這種動態(tài)流體膜厚通常為0.1～1μm，即與密封界面的粗糙度和不平度相當。由于油分子大小不大于1nm 左右(0.001μm)，流體分子相對最薄的動態(tài)膜依然很小，泄漏也就不可避免的存在。

　　2、O形圈密封機理與選用

　　2.1、密封機理

　　液壓齒輪油泵中O形圈封被廣泛使用，材料多為橡膠(從流體密封角度來分析密封機理時也可以稱為彈性體)，它具有以下的優(yōu)點：①低彈性模量E 和大斷裂伸展率(100%或更高)，即橡膠適應性能強，初始安裝后接觸應力保持在可接受范圍；②具有接近0.5的理論極限的高泊松比ν ，反映橡膠本質(zhì)不可壓縮性；③低剪切模量G，不改變體積情形下容易改變形狀，以適應不同的腔體。

　　O形圈密封機理為依賴于材料的彈性和不可壓縮性以及初始過盈或預壓縮的存在。在自由狀態(tài)下，只考慮壓縮，對稱擠壓面的密封，O形圈在裝配入密封槽后，加壓前，接觸面產(chǎn)生一定的承載載荷δ0 ；加壓后施為δP ，流體壓力作用于密封的暴露表面并促進O形圈發(fā)生位移，移向低壓側(cè)，同時彈性變形進一步加大，O形圈表面的接觸應力具有近似拋物線的分布。

　　2.2、選用注意事項

　　(1)O形圈可能由于熱老化或化學侵蝕而失去彈性，也可能遭受脆化、表面裂紋、膨脹或者收縮，所以O形圈選用應注意與密封環(huán)境的相容性(咨詢供應商)。

　　(2)O形圈主要材料橡膠具有高的熱膨脹性，而其填充劑卻具有低的熱膨脹性，設計高溫或者低溫的，需要注意O形圈相對凹槽的體積變化和線性過盈量的變化。

　　(3)O形圈在受到拉伸應力時，如果使用環(huán)境的溫度過高，則會產(chǎn)生高夫-焦耳效應，O形圈更傾向于收縮，易產(chǎn)生泄漏。

　　(4)在滑動接觸面或表面粗糙度不好的接觸面或摩擦力非均勻分布的周邊，O形圈可能在某一個位置滑脫，某一個位置被粘住，產(chǎn)生不可控的扭轉(zhuǎn)，導致O形圈螺旋狀裂開，即使O形圈不損壞也會產(chǎn)生泄漏。好的解決方法有：具有抗?jié)L動輪廓的密封，如矩形圈。

　　(5)低溫地區(qū)冬季剛啟動的齒輪油泵滲漏說明密封件的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg偏高，高氟化合物密封件尤為明顯，此臨界溫度下，O形圈更像是皮革而不是橡膠，流體靜壓力不能進行傳遞，導致泄漏。

　　(6)O形圈安裝溝槽矩形面積應大于O形圈截面積的25%(真空密封除外，應為100%)，O形圈裝入密封溝槽后，其端面一般受到8%～30%的壓縮變形。靜密封時初始壓縮量為15%～30%，即槽滿率值應為70～85%。在動密封時(液壓)初始壓縮量10%～18%。需要注意的是，靜密封取較大的壓縮率值，因為合成橡膠在低溫下要壓縮，所以靜密封O形圈的預壓縮量應考慮補償它的低溫壓縮量。

　　(7)高壓下，溝槽中O形圈被液體壓向非壓力側(cè)，變成近似矩形，擠入低壓端的間隙。當有壓力脈動時，O形圈可能持續(xù)被一點點的剝離。為使擠壓風險最小，保證主密封面小的間隙，最好是O形圈與擠壓間隙之間裝配強度更高的抗擠壓環(huán)，俗稱“擋環(huán)”或“擋條”。如：齒輪泵側(cè)板或軸套上的內(nèi)密封，軸向間隙一定，流體壓力較高時，防止O形圈擠壓損壞的效果顯著。

　　3、結(jié)論

　　O形密封圈雖然不是領(lǐng)先性技術(shù)，但卻是液壓齒輪泵中關(guān)鍵性技術(shù)之一，它決定了液壓齒輪泵的安全性、可靠性和耐久性。在減少泄漏、減小磨損、提高可靠性和工作穩(wěn)定性、延長使用壽命等方面的優(yōu)點決定了O形密封圈在液壓齒輪泵中的不可取代的地位。