O型圈设计和使用不当会加速其损坏并失去密封性能。 实验表明，如果密封装置各部分设计合理，简单地增加压力，O型圈不会被损坏。 在高压、高温的工作条件下，O型圈损坏的主要原因是O型圈材料的永久变形以及O型圈被挤入密封间隙造成的间隙咬合。 主 O 形圈在移动过程中出现变形。
1、永久变形
由于O型圈密封圈所用的合成橡胶材料是粘弹性材料，长期使用后会逐渐失去最初设定的压缩量和回弹阻挡能力，导致永久变形，最终泄漏。 永久变形和弹力丧失是O型圈丧失密封性能的主要原因。 以下是造成永久变形的主要原因。
1）永久变形与压缩比和拉伸量的关系
用于制作O型圈的各种配方的橡胶在压缩状态下会产生压缩应力松弛的现象，此时压缩应力会随着时间的增加而减小。 使用时间越长，压缩比和拉伸量越大，橡胶应力松弛引起的应力降越大，使O型圈弹性不足而失去密封能力。 因此，建议在允许的使用条件下尽量降低压缩比。 增加O型圈的截面尺寸是降低压缩比最简单的方法，但会增加结构尺寸。
需要注意的是，在计算压缩比时，人们往往忽略了O型圈在装配时的拉伸所造成的截面高度的减小。 O型圈横截面积的变化与其周长的变化成反比。 同时，由于张力的作用，O型圈的截面形状也会发生变化，表现为其高度的减小。 另外，在表面张力的作用下，O型圈的外表面变得更加平坦，即截面高度略有减小。 这也是O型圈密封件压缩应力松弛的表现。
O型圈截面的变形程度还取决于O型圈材料的硬度。 在相同拉伸量的情况下，硬度高的O型圈的截面高度也降低很多。 从这一点来看，应根据使用条件尽量选择硬度低的材料。 在液体压力和拉力的作用下，橡胶O型圈也会逐渐发生塑性变形，其截面高度也会相应减小，最终失去密封能力。
2）温度与O型圈松弛过程的关系
使用温度是影响O型圈永久变形的另一个重要因素。 高温会加速橡胶材料的老化。 工作温度越高，O型圈的压缩永久变形越大。 当永久变形大于40%时，O型圈就会失去密封能力而发生泄漏。 O型圈的橡胶材料因压缩变形而形成的初始应力值会随着O型圈的松弛过程和温度下降的作用而逐渐减小并消失。 在零温下工作的O型圈的初始压缩可能会因温度急剧下降而减小或完全消失。 在–50~-60℃条件下，不耐低温的橡胶材料将完全失去初始应力； 即使对于耐低温的橡胶材料，此时的初始应力也不会大于25℃时初始应力的20%。 这是因为 O 型圈的初始压缩取决于线性膨胀系数。 因此，在选择初始压缩量时，必须保证在松弛过程和温度下降引起的应力下降后仍有足够的密封能力。
对于零温下工作的O型圈，应特别注意橡胶材料的恢复指数和变形指数。
综上所述，在设计时，要保证O型圈有合适的工作温度，或者选择能承受高低温的O型圈材料，以延长使用寿命。
3）中等工作压力和永久变形
工作介质的压力是引起O型圈永久变形的主要因素。 现代液压设备的工作压力越来越大。 O型圈长期在高压下会产生永久变形。 因此，设计时应根据工作压力选择合适的耐压橡胶材料。 工作压力越高，所用材料的硬度和耐高压性能越高。
为了提高O型圈材料的耐压性能，增加材料的弹性（特别是材料在低温下的弹性），减少材料的压缩永久变形，一般需要改进材料的配方，添加增塑剂。 但如果含有增塑剂的O型圈长期浸泡在工作介质中，增塑剂会逐渐被工作介质吸收，导致O型圈体积收缩，甚至出现O型圈负压缩。密封圈（即O型圈与密封件表面之间有间隙）。 因此，在计算O型圈的压缩量和设计模具时应充分考虑这些收缩。 压制后的O形圈在工作介质中浸泡5~10个昼夜后应能保持必要的尺寸。
O型圈材料的压缩永久变形率与温度有关。 当变形率达到40%以上时，就会发生泄漏。 因此，几种橡胶胶料的耐热极限为：丁腈橡胶70℃、三元乙丙橡胶100℃、氟橡胶140℃。 因此，各国都对O型圈的永久变形进行了规定。 国标橡胶材料O型圈在不同温度下尺寸变化见表。 相同温度下，截面直径大的O型圈压缩永久变形率较低。
石油的情况则不同。 由于此时O形圈不与氧气接触，因此上述不良反应大大减少。 另外，通常会引起橡胶一定的膨胀，因此温度引起的压缩永久变形率会被抵消。 因此，在油中的耐热性大大提高。 以丁腈橡胶为例，其工作温度可达120℃或更高。
2、间歇性咬合
被密封零件的几何精度（包括圆度、椭圆度、圆柱度、同轴度等）不良，零件之间不对中，高压下内径膨胀，都会造成密封间隙扩大，间隙挤压加剧。 O型圈的硬度对间隙挤压现象也有明显的影响。 液体或气体的压力越高，O型圈材料的硬度越小，O型圈的间隙挤压越严重。
防止间隙咬合的措施是严格控制O型圈的硬度和密封间隙。 选择硬度合适的密封材料来控制间隙。 常用O型圈的硬度范围为HS60~90。 低硬度用于低压，高硬度用于高压。
使用合适的密封圈来保护挡圈，是防止O型圈被挤入间隙的有效方法。
3、畸变现象
扭转是指O型圈沿圆周方向扭转的现象，一般发生在动密封状态下。
如果O型圈装配正确，在适当的条件下使用，则在往复运动下不易滚动或扭曲，因为O型圈与沟槽的接触面积大于滑动表面的摩擦接触面积， O型圈本身的阻力可以防止扭曲。 摩擦力的分布也倾向于使O型圈在其凹槽中保持静止，因为静摩擦力大于滑动摩擦力，并且凹槽表面的粗糙度通常低于滑动表面的粗糙度。
造成扭曲损坏的原因有很多，其中最主要的是活塞、活塞杆与缸筒之间的间隙不均匀、偏心过大、O型圈截面直径不均匀等。 由于O型圈在一周以上的时间里摩擦力不均匀，导致O型圈的某些部位摩擦力过大，造成变形。 一般截面尺寸较小的O型圈容易产生摩擦不均匀的现象。 造成变形（这就是为什么移动用O形环的截面直径比固定用O形环的截面直径大的原因。）
另外，由于O型圈在密封槽中的同轴度偏差、密封高度不等、截面直径不均匀等原因，可能会导致O型圈的一部分压缩过大，另一部分压缩过小或未压缩。 。 当沟槽偏心，即同轴偏差大于O型圈的压缩量时，密封将彻底失效。 密封槽同轴度偏差大的另一个缺点是O形圈沿圆周压缩不均匀。 另外，由于O型圈的截面直径、材料硬度、润滑油膜厚度等不均匀以及密封轴表面的粗糙度等因素，导致部分O型圈沿工作面滑动。表面和其他部分滚动，导致 O 形圈变形。 运动用O型圈很容易因扭转而损坏，这是密封装置损坏和泄漏的重要原因。 因此，提高密封槽的加工精度，减小偏心量是保证O型圈可靠密封和寿命的重要因素。
密封圈不应以扭曲状态安装。 如果在安装过程中发生扭曲，很快就会发生扭曲损坏。 在工作中，扭曲会切断O型圈，导致大量漏油，并且被切断的O型圈会与液压系统的其他部件混合，造成严重事故。
为了防止O型圈扭曲和损坏，设计时应注意以下几点
1）O型圈安装槽的同心度应从易加工和不变形两个方面考虑。
2）O型圈截面尺寸应均匀，每次安装时密封部位应涂满润滑油或润滑脂。 有时也可采用毡环式注油装置，饱和润滑油。
3）增大O型圈截面直径，动密封用O型圈截面直径一般应大于静密封用O型圈截面直径； 另外，O型圈不宜用作大直径活塞的密封件。
4）当低压下也发生扭曲损坏时，可用密封圈保护挡圈。
5）降低缸筒和活塞杆的表面粗糙度。
6) O型圈采用低摩擦系数材料制成。
7）O型圈可用不易变形的密封圈代替。
4、磨粒磨损现象
当密封间隙有相对运动时，工作环境中的灰尘和沙粒粘附在活塞杆表面，并随着活塞杆的往复运动，与油膜一起被带入气缸内，成为磨粒侵入O型圈表面，加速O型圈的磨损，使其失去密封性能。 为了避免这种情况，往复密封装置的延长轴端必须使用防尘圈。
5、滑动面对O型圈的影响
滑动面的粗糙度是影响O型圈表面摩擦磨损的直接因素。 一般来说，光滑表面的摩擦磨损较小，因此滑动表面的粗糙度值往往很低（Ra0.2~0.050μm）。但试验表明，表面粗糙度太低（Ra0.050~XNUMXμm）。 XNUMXμm以下）也会给摩擦磨损带来不利影响，这是因为微小的表面凹凸不平，可以保持必要的润滑油膜，因此应选择合适的表面要求。
滑动面的材质也影响O型圈的使用寿命。 滑动面材料越硬，耐磨性越高，保持光滑清洁的能力越强，O型圈的使用寿命也越长。 这也是液压缸活塞杆表面镀铬的重要原因。 同样可以说明，相同粗糙度的铜、铝合金材质的滑动面对密封圈的摩擦磨损比钢材质的滑动面更严重，而硬度低、压缩量大的密封圈则不如钢质滑动面耐用。由于密封圈硬度高、压缩小。
6、O型圈的摩擦及应用
在动密封装置中，摩擦和磨损是影响O型圈损坏的重要因素。 磨损程度主要取决于摩擦力的大小。 当液体压力较小时，O型圈的摩擦力取决于其预压缩力。 当工作流体处于压力下时，摩擦力随着工作压力的增加而增加。 当工作压力小于20MPa时，其关系近似线性。 当压力大于20MPa时，随着压力的增加，O型圈与金属表面的接触面积缓慢增大，摩擦力缓慢增大。 在正常情况下，O型圈的使用寿命会随着液体压力的增加而近似呈平方关系地减少。
随着摩擦力的增加，旋转或往复轴与O型圈之间会产生大量的摩擦热。 由于大多数O型圈是由橡胶制成的，导热性很差。 因此，摩擦热会导致橡胶老化，导致O型圈失效，损害其密封性能。 摩擦还会造成O型圈表面损坏，降低压缩力。 严重的摩擦很快就会导致O型圈表面损坏而失去密封性能。 当密封件用于气动往复运动时，摩擦热也会产生粘附，从而进一步增大摩擦力