由于橡胶圈用的合成橡胶材料是属于粘弹性材料,所以初期设定的压紧量和回弹堵塞能力经长时间的使用,会产生变形而逐渐丧失,终发生泄漏。变形和弹力消失是O形圈失去密封性能的主要原因,以下是造成变形的主要原因。
1)压缩率和拉伸量与变形的关系
制作橡胶圈所用的各种配方的橡胶,在压缩状态下都会产生压缩应力松弛现象,此时,压缩应力随着时间的增长而减小。使用时间越长、压缩率和拉伸量越大,则由橡胶应力松弛而产生的应力下降就越大,以致橡胶圈弹性不足,失去密封能力。因此,在允许的使用条件下,设法降低压缩率是可取的。增加橡胶圈的截面尺寸是降低压缩率的方法,不过这会带来结构尺寸的增加。
应该注意,人们在计算压缩率时,往往忽略了橡胶圈在装配时受拉伸而引起的截面高度的减小。橡胶圈截面面积的变化是与其周长的变化成反比的。同时,由于拉力的作用,橡胶圈的截面形状也会发生变化,就表现为其高度的减小。此外,在表面张力作用下,橡胶圈的外表面变得更平了,即截面高度略有减小。这也是橡胶圈压缩应力松弛的一种表现。