大規(guī)格橡膠O型圈使用不當(dāng)會(huì)加速它的損壞，喪失密封性能。長(zhǎng)期工作證明；如密封裝置各部分設(shè)計(jì)合理，只是提高壓力，不會(huì)造成大規(guī)格O型圈的破壞。在高壓、高溫的工作條件下，大規(guī)格O型圈破壞的原因是大規(guī)格O型圈被擠入密封槽而引起的間隙在運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)扭曲造成的。
1、滑動(dòng)表面對(duì)大規(guī)格O型圈的影響
滑動(dòng)表面的粗糙度是影響大規(guī)格O型圈表面摩擦與磨損的直接因素。一般地說，表面光潔摩擦與磨損就小，所以滑動(dòng)表面的粗糙度數(shù)值往往很低（Ra0.2~0.050μm）。但是，試驗(yàn)表明，表面粗糙過低（Ra低于0.050μm）又會(huì)給摩擦與磨損帶來不利的影響。這是因?yàn)槲⑿〉谋砻姘纪共黄剑梢员３直匾臐?rùn)滑油膜。因此要選擇適當(dāng)?shù)谋砻嬉蟆? 滑動(dòng)表面的材質(zhì)對(duì)大規(guī)格O型圈的壽命也有影響?；瑒?dòng)表面材質(zhì)的硬度越大、耐磨性越高、保持光潔的能力就越強(qiáng)，大規(guī)格O型圈的壽命也就越長(zhǎng)。這也是液壓缸活塞桿表面鍍鉻的重要原因。同理可以解釋具有同樣粗糙度的用銅、鋁合金制成的滑動(dòng)表面比鋼制滑動(dòng)表面對(duì)密封圈的摩擦與磨損更為嚴(yán)重，低硬度、大壓縮量的密封圈不如高硬度、小壓縮量的密封圈耐用的情況。
3、降低缸筒和或罐釜溝槽的表面粗糙度。
4、采用氟膠或硅膠的材料制做
當(dāng)密封的間隙具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，工作環(huán)境中的灰塵和沙粒等被粘附在活塞桿表面，并隨著活塞桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與油膜一起被帶入缸內(nèi)，成為侵入大規(guī)格O形密封圈表面的磨粒，加速大規(guī)格O型圈的磨損，以致其失去密封性。為了避免這種情況發(fā)生，在往復(fù)運(yùn)動(dòng)式密封裝置的外伸軸端處必須使用防塵圈。
5、間隙咬傷
被密封的零件存在著幾何精度（包括圓度、橢圓度、圓柱度、同軸度等）不良、零件之間不同心以及高壓下內(nèi)徑脹大等現(xiàn)象，都會(huì)引起密封間隙的擴(kuò)大和間隙擠出現(xiàn)象的加劇。大規(guī)格O型圈的硬度對(duì)間隙擠出現(xiàn)象也有明顯的影響。液體或氣體的壓力越高，大規(guī)格O型圈材料硬度越小，則其的間隙擠出現(xiàn)象越嚴(yán)重。
防止間隙咬傷的措施是，對(duì)大規(guī)格O形圈的硬度和密封間隙加以嚴(yán)格的控制。選用硬度合適的密封材料控制間隙。常用的O型圈的硬度范圍是75-80。低硬度者用于低壓，高硬度者用于高壓。
大規(guī)格O型圈如果裝配的妥善，并且使用條件適當(dāng)，一般不大容易在往復(fù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下產(chǎn)生滾動(dòng)或扭曲，因?yàn)榇笠?guī)格O型圈與槽的接觸面積大于在滑動(dòng)表面上的摩擦接觸面積，而且大規(guī)格O型圈本身的抗拒能力原來就能阻止扭曲。摩擦力的分布也趨向保持大規(guī)格O型圈在其溝槽中靜止不動(dòng)，因?yàn)殪o摩擦大于滑動(dòng)摩擦，而且溝槽表面的粗糙度一般不如滑動(dòng)表面的粗糙度。
另外，由于密封溝槽存在著同軸度偏差，密封高度不相等以及大規(guī)格O型圈截面直徑不均勻等現(xiàn)象，可能使得大規(guī)格O型圈的一部分壓縮過大，另一部分過小或不受壓縮。當(dāng)溝槽存在偏心即同軸偏差大于大規(guī)格O型圈的壓縮量時(shí)，密封會(huì)完全失效。密封溝槽同軸度偏差大的另一個(gè)害處是使大規(guī)格O形圈沿圓周壓縮不均。此外還有由于大規(guī)格O型圈截面直徑、材質(zhì)硬度、潤(rùn)滑油膜厚度等的不均以及密封軸表面粗糙度等因素的影響，導(dǎo)致大規(guī)格O型圈的一部分沿工作表面滑動(dòng)，另一部分則發(fā)生滾動(dòng)，從而造成大規(guī)格O型圈的扭曲。運(yùn)動(dòng)用大規(guī)格O型圈很容易因扭曲而損壞，這是密封裝置發(fā)生損壞和泄漏的重要原因。因此提高密封溝槽的加工精密度以及減小偏心是保證大規(guī)格O型圈具有可靠的密封性和壽命的重要因素。
安裝大規(guī)格O型圈時(shí)它一定保證其不能處于扭曲狀態(tài)，假如在安裝時(shí)就被扭曲，則扭曲馬上會(huì)造成斷裂，造成馬上大量漏油，而切斷的大規(guī)格O型圈如密封的是蒸汽系統(tǒng)，會(huì)瞬間大量漏氣，造成重大人身傷害。
為了防止大規(guī)格O型圈的扭曲損壞，在安裝時(shí)一定應(yīng)注意以下幾點(diǎn)
1）大規(guī)格O型圈安裝槽的深度和寬度，應(yīng)從不產(chǎn)生扭曲來考慮。
2）大規(guī)格O型圈斷面尺寸應(yīng)均勻，如是旋轉(zhuǎn)密封或軸用密封應(yīng)加裝四氟擋圈，防止翻轉(zhuǎn)扭曲。
3）大規(guī)格O型圈在用于靜密封時(shí)應(yīng)注意撫平防止沒如槽或扭曲。
6、摩擦力與大規(guī)格O型圈的應(yīng)用
在動(dòng)密封裝置中，摩擦與磨損是大規(guī)格O型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(dāng)液體壓力微小時(shí)，大規(guī)格O型圈摩擦力的大小取決于它的預(yù)壓縮量。當(dāng)工作液體承受壓力時(shí)，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(guān)系。壓力大于20MPa時(shí)，隨著壓力的增加，大規(guī)格O型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(yīng)緩慢。在正常情況下，大規(guī)格O型圈的使用壽命隨著液體壓力的升高將會(huì)近似的呈平方關(guān)系而減小。
摩擦力的增加，使得旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的軸與大規(guī)格O形密封圈之間產(chǎn)生大量的摩擦熱。由于多數(shù)大規(guī)格O型圈都是用橡膠制成的，導(dǎo)熱性極差。因此，摩擦熱就會(huì)引起橡膠的老化，導(dǎo)致大規(guī)格O型圈實(shí)效，破壞其密封性能。摩擦還會(huì)引起大規(guī)格O型圈表面損傷，使壓縮量減小。嚴(yán)重的摩擦?xí)芸煲鸫笠?guī)格O型圈的表面損壞，失去密封性。作氣動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)用密封時(shí)，摩擦熱還會(huì)引起粘著，造成摩擦力進(jìn)一步增加。
運(yùn)動(dòng)用密封在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦阻力還是引起爬行的一個(gè)因素，影響元件和系統(tǒng)的工作性能。所以對(duì)運(yùn)動(dòng)密封來說，摩擦性是重要性能之一。摩擦系數(shù)是摩擦特性的一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，合成橡膠摩擦系數(shù)較大，由于密封在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，通常處于工作油液或潤(rùn)滑劑參與的混合潤(rùn)滑狀態(tài)，摩擦系數(shù)一般在0.1以下。
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。
7、大規(guī)格O型圈用的合成橡膠材料是屬于粘彈性材料，所以初期設(shè)定的壓緊量和回彈堵塞能力經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的使用，會(huì)產(chǎn)生永久變形，最終發(fā)生泄漏。永久變形和彈力消失是大規(guī)格O型圈失去密封性能的主要原因。
大規(guī)格O型圈所用的各種橡膠，在壓縮狀態(tài)下都會(huì)產(chǎn)生壓縮應(yīng)力松弛現(xiàn)象，此時(shí)，壓縮應(yīng)力隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而減小。使用時(shí)間越長(zhǎng)拉伸量越大，由橡膠應(yīng)力松弛而產(chǎn)生的應(yīng)力下降就越大，以致大規(guī)格O型圈彈性不足，失去密封能力。因此，在允許的使用條件下，設(shè)法降低壓縮率是可取的。增加大規(guī)格O型圈的截面尺寸是降低壓縮率最簡(jiǎn)單的方法，不過這會(huì)帶來結(jié)構(gòu)尺寸的增加。
大規(guī)格O型圈截面變形的程度，還取決于大規(guī)格O型圈材質(zhì)的硬度。在拉伸量相同的情況下，硬度大的O型圈，其截面高度也減小較多，從這一點(diǎn)看，應(yīng)該按照使用條件盡量選用低硬度的材質(zhì)。在液體壓力和張力的作用下，橡膠材料的大規(guī)格O形密封圈也會(huì)逐漸發(fā)生塑性變形，其截面高度會(huì)相應(yīng)減小，以致最后失去密封能力。 使用溫度是影響大規(guī)格O型圈永久變形的另一個(gè)重要因素。高溫會(huì)加速橡膠材料的老化。工作溫度越高，其的壓縮永久變形就越大。當(dāng)永久變形大于40%時(shí)，大規(guī)格O型圈就失去了密封能力而發(fā)生泄漏。因壓縮變形而在大規(guī)格O型圈的橡膠材料中形成的初始應(yīng)力值，將隨著大規(guī)格O型圈的馳張過程和溫度下降的作用而逐漸降低以致消失。溫度在零下工作的O型圈，其初始?jí)嚎s可能由于溫度的急劇降低而減小或完全消失。在-50~-60℃的情況下，不耐低溫的橡膠材料會(huì)完全喪失初始應(yīng)力；即使耐低溫的橡膠材料，此時(shí)的初始應(yīng)力也不會(huì)大于20℃時(shí)初始應(yīng)力的25%。這是因?yàn)榇笠?guī)格O型圈的初始?jí)嚎s量取決于線脹系數(shù)。所以，選取初始?jí)嚎s量時(shí)，就必須保證在由于馳張過程和溫度下降而造成應(yīng)力下降后仍有足夠的密封能力。
工作介質(zhì)的壓力是引起大規(guī)格O型圈永久變形的主要因素?，F(xiàn)代液壓設(shè)備的工作壓力正日益提高。長(zhǎng)時(shí)間的高壓作用會(huì)使大規(guī)格O型圈發(fā)生永久變形。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)工作壓力選用適當(dāng)?shù)哪蛪合鹉z材料。工作壓力越高，所用材料的硬度和耐高壓性能也應(yīng)越高。
為了改善大規(guī)格O型圈材料的耐壓性能，增加材料的彈性（特別是增加材料在低溫下的彈性）、降低材料的壓縮永久變形，一般需要改進(jìn)材料的配方，加入增塑劑。但是，具有增塑劑的大直徑O形圈，長(zhǎng)時(shí)間在工作介質(zhì)中浸泡，增塑劑會(huì)逐漸被工作介質(zhì)吸收，導(dǎo)致大規(guī)格O形圈體積收縮，甚至可能使大規(guī)格O形密封圈產(chǎn)生負(fù)壓縮。因此，在計(jì)算大規(guī)格O形圈進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮到收縮量。使制出的大規(guī)格O形圈在壓縮實(shí)驗(yàn)30晝夜后仍能保持必要的尺寸。
大規(guī)格O型圈材料的壓縮永久變形率與溫度有關(guān)。當(dāng)變形率在40%或更大時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)泄漏，所以幾種膠料的耐熱性界限為：丁腈橡膠70℃，三元乙丙橡膠100℃，氟橡膠140℃。因此各國(guó)對(duì)大規(guī)格O型圈的永久變形作了規(guī)定。同一材料的O型圈，在同一溫度下，截面大的大規(guī)格O型圈壓縮永久變形率較低。
在油中大規(guī)格O型圈的情況就不同了。由于其不與氧氣接觸，所以上述不良反應(yīng)大為減少。加之又通常會(huì)引起膠料有一定的膨脹，所以因溫度引起的壓縮永久變形率將被抵消。因此，在油中的耐熱性大為提高。以丁腈橡膠為例，它的工作溫度可達(dá)120℃或更高。
