如何提升滤清器密封圈的质量

三、密封圈沟槽以及滤清器配偶面的粗糙度对密封性能的影响
       有些滤清器生产厂家在生产壳体时，毛边去除的不是很彻底，甚至还留有锋利的尘角和未磨平的焊点。导致密封圈在装配过程中被刺伤或密封圈表面不平整。这样密封圈压缩以后，很容易被切断，导致密封失效。同样滤清器的配偶面上有毛刺，也很容易将密封圈刺破形成裂纹。由于材料内部是不均质的，裂纹的扩展碰到任何障碍都会使其改道向另外的薄弱环节处继续扩展 ,至材料最后断裂。有很多密封圈就是在这种情况损坏的。
       密封圈沟槽的粗糙度一般控制在 Ra＝ 6.3～3.2MM。绝不允许留有锋利的尘角和未磨平的焊点。
       有些滤清器壳体存在着几何精度问题，如圆度，同轴度不符合要求等不良现象。这些问题都会导致密封圈在使用过程中，引起密封间隙的扩大和间隙挤出现象的加剧。另外密封圈的硬度对间隙挤出现象也有明显影响。硬度越小，密封圈的间隙挤出现象越严重。
解决这方面问题，首先是提高滤清器壳体的几何精度。其次是密封圈的硬度。不同类型的滤清器所使用密封圈的硬度也是有差异的，低压情况下，密封圈的硬度在 70（邵
A）左右比较合适，高压情况下密封圈的硬度在 80（邵 A）左右，甚至硬度在 85～90（邵 A）。因此，要根据不同的介质，不同的温度，不同的压力等选用不同的密封圈材质、不同的密封结构以满足使用要求。万万不可千篇一律，无论什么车型都用同一种材质、同一种硬度、同一种密封结构，这样容易导致密封失效。

四、密封圈的正确安装几何精度
       1.首先检查密封圈是否合格。否则不能使用。
       2.安装时密封圈不要处于扭曲状态。扭曲是指密封圈沿周向发生扭转或 ”别劲 ”的现象。如果安装正确，并且使用条件适当，一般不会发生这种现象。因为密封圈与沟槽的接触面积大于在滑动表面上的摩
擦接触面积，并且密封圈本身的抗拒能力（回弹性）原本就能阻止扭曲。同时压紧力和摩擦力的均匀分布也保証了密封圈在沟槽内静止不动。因此，正确安装密封圈是保证密封成败的关健一步。引起密封圈扭曲损伤的原因很多，其中最主要的就是安装、沟槽设计不合理、偏心过大、密封圈安装后表面不平整等等问题。另外，由于密封沟槽存在着同轴度偏差，导致密封高度不均匀等现象，使密封圈一部分压缩过大，另一部分压缩过小或不受压缩。当沟槽存在同轴偏心差或密封圈的压缩量过大时，密封圈容易断裂。同时同轴度偏差较大，密封圈沿圆周压缩不匀，导致密封圈的一部分沿工作表面滑动，另一部分则发生滚动，从而造成密封圈的扭曲，尤其是处于工作运动状态的密封圈最容易因扭曲而损坏 (相对而言，断面直径较小的密封圈在工作运动状态最容易因扭曲而断裂 )，这是密封系统发生损坏和漏油的重要原因。因此提高密封沟槽的加工精度以及减少偏心是保証密封圈具有安全的密封性和寿命的重要因素。
       假如，安装时就存在扭曲现象，则扭曲损伤很快就会发生。在工作时扭曲现象会将密封圈切断，产生大量漏油。造成严重的烧缸事件，酿成重大事故。
       3.安装时密封圈表面涂抹润滑油，一方面增加润滑性。另一方面增加了密封效果。
       4.选用喷腊的胶料制做密封圈，这样减少了在装配时密封圈在沟槽内的摩擦机率，提高装配和工作安全性。
       5.安装滤清器时可选用滤清器专用搬手。正常装配滤清器过程中，直接将滤清器拧到底，再旋转 3/4圈滤清器壳体和配偶面接触即可。有些工人违背操作规程，滤清器装配好以后，用普通搬手再紧几下。这样滤清器装配时的扭炬力远远大于规定的 22Nm。很多密封圈就是在这种情况下损坏的情况下
       6.车辆行驶一段时间后，由于颠簸等因素，滤清器密封圈可能松动渗油，此时应将
滤清器紧一紧。

五、橡胶密封圈的材质选用
       滤清器密封圈大多选用丁腈橡胶，丁腈橡胶按丙烯腈含量划分为：低丙烯腈含量、中丙烯腈含量、中高丙烯腈含量和高或极高丙烯腈含量等几种。机油滤清器密封圈材质选用中丙烯腈含量的丁腈橡胶，由于其胶料具有良好的弹性和回弹性，低压缩永久变形，且较好的耐低温性能，适中的拉伸强度、扯断伸长率和撕裂强度、同时机油的苯胺点高，所以中丙烯腈含量的丁腈橡胶在机油中体积变化小，是生产机油滤清器密封圈的首选材料。柴油滤清器密封圈材质选用中高或高丙烯腈含量的丁腈橡胶。由于柴油的苯胺点居中，对低、中丙烯腈含量的丁腈橡胶的溶胀能力比较大，导致密封圈在柴油中的体积变化较大而失去密封作用。因此，机油滤清器密封圈不能用做柴油滤清器密封圈。汽油滤清器密封圈材质选用极高丙烯腈含量的丁腈橡胶，由于汽油的苯胺点比较低。如果选用丁腈橡胶不合适则在汽油中体积变化大。随着时间的延长而导致密封失效。
       随着技术的不断进步，对滤清器密封圈耐高温、耐介质的要求也在不断提高，比如耐高温 150℃以上，普通丁腈橡胶就很难达到，对于甲醇汽油、乙醇汽油、生物柴油以及新型能源二甲醚等普通丁腈橡胶则更难满足要求。而氢化丁腈橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶等由于其特殊化学结构，可以满足其使用要求，因而得到了广泛的应用。因此，根据不同的使用要求，来选择不同的胶种是十分重要的。
       判定密封圈密封性能的另一个指标即所选材料的压缩永久变形。它是考核密封圈密封性能的一个重要指标，但不是唯一标准。在压力的作用下，作为弹性体的密封件，它会产生形变。随着压力的增大、时间的延长、温度的提高，当外力去除后，它不可能 100%的恢复到原来的形态，它会出现永久的塑性变化。所以只要密封圈变形恢复到某一特定范围内，以达到良好的密封效果，才是目的。当然也要兼顾胶料的其它综合性能，缺一不可。有些厂家片面的追求胶料压缩永久变形，认为压缩永久变形值越小密封圈的质量越好。实际上并非如此，压缩永久变形值越小，胶料的拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度值等性能也会相应的降低，在外力作用下密封圈容易断裂。所以并非压缩永久变形值越小密封圈的质量越好。压缩永久变形值要在合理的范围之内。
       用橡胶密封圈做压缩永久变形试验，除国际上有 O型圈做压缩永久变形的标准外，其他形状的密封圈做压缩永久变形的试验标准目前还没有。因此，此类试验还没有统一标准，各企业的试验方法只能作为一个参考，不能作为标准。
       众所周知，滤清器密封圈有各种不同的形状，且规格尺寸大小各企业也不尽相同，这样就很难用同一个数值来表达不同形状、不同规格的密封圈压缩永久变形值。因为成品压缩永久变形与其断面面积、制品的几何形状有很大的关系，与密封圈的内径关系不大。如果断面面积不同，那么密封圈在单位面积上所受的力也不同，很显然其压缩永久变形值也是不同的。一般情况下断面直径越小，曲率越大，顶部受压缩的程度越严重，密封圈压缩永久变形值就大，而且随着时间的推移有继续增大的趋势。反之压缩永久变形值就小。这就告诉我们，在实际使用中为了保証密封效果，应尽可能的选用断面直径较大的密封圈。
       综上所述，密封失效的原因是多方面的。但正确的设计，合理的安装使用则是最重要的。
       虽然滤清器密封圈是一个小东西，但它是一个应用性极强的配件，如果滤清器漏油，滤清器生产厂家首先查找密封圈的原因，抱怨密封效果不好。因为漏油是最直观的，是无法回避的。而实际上在很多情况下，密封失效的原因与滤清器生产厂家有很大关系，有些厂家为了节约成本，采购低成本的密封圈。有些厂家机油滤清器和柴油滤清器密封圈混用、有些厂家没有根据使用情况，选用不同材质的密封圈，比如该使用氢化丁腈橡胶或氟橡胶密封圈的滤清器而使用了普通丁腈橡胶；高压和低压情况下使用的密封圈硬度一样等等。甚至有些厂家对密封圈的结构、尺寸以及与之相匹配的沟槽尺寸的设计都存在一定的误区。这样的理念，则无法保证滤清器的质量。
       有些厂家在滤清器安装时不按规章制度执行，而是凭自已的感觉随意装配。往往发生滤清器装偏，密封圈压裂等现象。也有厂家认 “内封圈的材质质量差一点没关系 ”，孰不知滤清器是一个系统产品，选用的各种材质质量都是一流的。如果内封圈的质量不过关，在高油压下劣质的内封圈很容易破碎，如果残片进入油缸，将会酿成大事故。所以滤清器密封失效并不都是密封圈的质量问题，它也是一个复杂的系统工程，如果滤清器生产厂家忽视了上述问题，实际上也就是忽视了滤清器的质量。做为密封圈生产厂家，在不断完善，提高自已的质量意识，不断完善加强自已的管理水平，不断加大创新力度、技术研发和先进工艺装备引进的同时，也要加强与滤清器生产厂家全方位的合作。如果出现质量问题，也要具体问题具体分析，找出密封失效的偶然性和必然性以提升质量意识，更重要是不断给滤清器生产厂家灌输橡胶密封圈的特殊性以及其它有关橡胶方面的知识。当出现质量问题时认真分析研究，究竟是密封圈质量问题呢？还是其它原因呢？不能出现问题全怪罪于密封圈质量问题，这样容易掩盖事实的真相，不能查出密封失效的真正原因。如果这样，我们的质量意识就会永远停留在一个低水平的层面上。如果有必要，滤清器生产厂家和密封圈生产厂家协手到滤清器使用厂家进行走访，实地考察，查找装配漏洞，帮助厂家建立正确的装配方法。
附；最常见的密封圈断裂原因分析；
       1、密封圈装配不到位：
       在外力作用下导致密封圈表面有明显的压痕，即密封圈的外缘和内缘局部有压迫痕迹。沿着这条痕迹有的橡胶件表面呈现出断裂或裂纹。有的痕迹端头出现断裂或裂痕。如果装配槽有焊点的话，那么和密封圈部分接触面有焊点痕迹，而另一部分则没有焊点痕迹。这种现象是最有说服力的密封圈没有装配到位的佐证。
       正是这些原因，导致密封圈在外力的作用下，局部应力过于集中，迫使它产生形变。并使它长期处于一种疲劳变形状态。与此同时密封圈也受到介质高压脉冲力的作用。在这种合力的作用下，最终导致密封圈破裂或断裂而失去密封作用。
       如果密封圈在工作时受力均匀，它只会产生形变，而不会出现破裂或断裂现象。
       2、装配面不光滑或有毛刺等。如果装配面有未清除干净的铁屑毛刺，当和密封圈接触后，很容易将其损伤，而导致密封失效。
       同样装配面粗糙不平，导致密封圈表面不平整。在压力和介质脉冲力的作用下，也会将密封圈压裂或压断，使密封失效。
       3、密封圈装配方法正确的装配方法是用手将密封圈装入装配槽中，然后再用手掌轻轻旋转，使其完全装入槽中。严禁用铁器或其它物件击打。如果需重新装配需用手轻轻将密封圈取出，严禁
用器具强行将密封圈取出，因为这样会使密封圈撬破。
       4、装配沟槽设计不合理：密封圈在受力的状态下，要使压缩的密封圈有一定的流动空间。
因此，装配槽的深度和宽度要根据橡胶件的尺寸和使用要求来确定，设计一定要合理。如果不是这样，密封圈局部同样因外力过度集中而致其断裂或破裂。
       5、滤清器壳体同心度有偏差。
如果不是垂直装配，密封圈会因受力不均匀导致其局部受力过度集中，致使橡胶件破裂或断裂。
       6、压缩量过大：
密封圈的压缩量圆弧半圆弧形密封圈的压缩率一般为 10～15％。方形或矩形圈的压缩率一般为 12～25％为宜。极个别的大尺寸密封圈压缩量在 26～28%之间，但不超过 30%。如果超过它的极限压缩量，同样会使密封圈破裂或断裂。
       7、密封圈结构设计不合理。 8、密封圈的物理机械性能设计不合理。受压大的密封圈，橡胶材质设计时硬度邵A80左右
并且拉伸强度、定伸强度要大，压缩应力松弛系数要大。否则在高压下，密封圈易破裂或断裂。
参考文献：
[1]橡胶工业手册第一分册、第三分册
[2]《O形密圈和密封圈槽的选配及应用》陈爱平、周忠亚
[3] JBT6659-2007《气动用 O形圈橡胶密封圈尺寸系列和公差》
 [4]《橡胶矩形密封圈结构设计》高清多
 [5]《介绍一种静密用密封件――矩形密封圈》俞鲁五