Przegląd i zasada uszczelniania O-ringów
Mar 25, 2022
Przegląd i zasada uszczelniania O-ringów
Gumowy pierścień zwany O-ringiem ma okrągły kształt okrągłego gumowego pierścienia. O-ringi są stosowane w najbardziej uszczelnionych układach hydraulicznych i pneumatycznych. O-ringi mają dobrą skuteczność uszczelniania i mogą być stosowane do uszczelniania statycznego, a także uszczelniania dynamicznego; mogą być używane nie tylko samodzielnie, ale także mogą być łączone z wieloma podstawowymi elementami urządzenia uszczelniającego. Ma szeroki zakres zastosowań i, jeśli materiał zostanie wybrany prawidłowo, może pomieścić szeroką gamę mediów i warunków sportowych.
O-ring jest uszczelnieniem typu wytłaczanego. Podstawową zasadą działania uszczelnienia typu wytłaczanego jest poleganie na elastycznym odkształceniu uszczelnienia. Powierzchnia styku jest spowodowana ciśnieniem kontaktowym. Ciśnienie kontaktowe jest większe niż ciśnienie medium uszczelniającego i nie występuje wyciek i odwrotnie.
1. Stopień sprężania to ilość rozciągliwości
O-ringi są typowymi uszczelnieniami ściskającymi. Stopień sprężania i stopień rozciągania średnicy O-ringu są główną konstrukcją uszczelnienia, a wydajność uszczelnienia i żywotność są bardzo ważne. O-ring ma dobry efekt uszczelnienia, który zależy głównie od prawidłowego dopasowania rozmiaru O-ringu i wielkości rowka, aby utworzyć rozsądną ilość uszczelnienia i kompresji.
2. Stopień sprężania
Stopień sprężania W jest zwykle wyrażany za pomocą następującego wzoru:
W=(d0-h)/d0×100%
gdzie d0 ----- średnicy przekroju poprzecznego O-ringu w stanie wolnym (mm);
H ------ Odległość między dnem O-ringu a powierzchnią uszczelniającą (głębokość rowka), czyli wysokość przekroju O-ringu po kompresji (mm)
Wybierając stopień sprężania O-ringu, należy wziąć pod uwagę następujące trzy aspekty:
Powinien istnieć wystarczający obszar styku uszczelnienia;
3. Siła tarcia jest tak mała, jak to możliwe;
4. Staraj się unikać trwałych odkształceń.
Na podstawie tych czynników nietrudno znaleźć sprzeczności między nimi. Stopnie sprężania mogą być większymi naciskami kontaktowymi, ale nadmierne współczynniki sprężania niewątpliwie zwiększą tarcie ślizgowe i trwały kształt. Jeśli stopień sprężania jest zbyt mały, może to być spowodowane wyciekiem spowodowanym częściową utratą kompresji z powodu błędu uszczelnienia rowka współosiowego i błędu O-ringu, który nie spełnia wymagań. Dlatego wybierając stopień kompresji O-ringu, musimy zważyć różne czynniki. Ogólnie rzecz biorąc, stopień sprężania uszczelnień statycznych jest większy niż w przypadku uszczelnień dynamicznych, ale wartość graniczna powinna być mniejsza niż 25%, w przeciwnym razie naprężenie ściskające zostanie znacznie poluzowane i wystąpi nadmierne trwałe odkształcenie, szczególnie w warunkach wysokiej temperatury.
Przy wyborze stopnia sprężania O-ringu należy uwzględnić warunki użytkowania, uszczelnienie statyczne lub uszczelnienie dynamiczne; uszczelnienie statyczne można podzielić na uszczelnienie promieniowe i uszczelnienie osiowe; uszczelnienie promieniowe (lub cylindryczne uszczelnienie statyczne) szczelina wycieku jest szczeliną promieniową, uszczelnienie osiowe (lub uszczelnienie statyczne płaszczyzny) luz nieszczelności jest luzem osiowym. Uszczelnienie osiowe opiera się na czynniku nacisku na wewnętrzną lub zewnętrzną średnicę O-ringu oraz na ciśnieniu wewnętrznym i zewnętrznym. Ciśnienie wewnętrzne wzrasta i rozciąga się, a ciśnienie zewnętrzne zmniejsza początkowe rozciągnięcie O-ringu. W różnych formach uszczelnienia statycznego medium uszczelniające różni się w kierunku O-ringu, więc konstrukcja napięcia wstępnego jest również inna. Uszczelnienia dynamiczne służą do rozróżnienia między uszczelnieniami posuwisto-zwrotnymi a uszczelnieniami obrotowymi.
1. Uszczelnienie statyczne: cylindryczne statyczne urządzenie uszczelniające i posuwisto-zwrotne urządzenie uszczelniające, zwykle przyjmują W = 10% ~ 15%; płaskie statyczne urządzenie uszczelniające W = 15% ~ 30%.
2. W przypadku uszczelnień dynamicznych można go podzielić na trzy przypadki; ruch posuwisto-zwrotny zazwyczaj wynosi W = 10% do 15%. Efekt nagrzewania Joule'a należy wziąć pod uwagę przy wyborze stopnia ściskania uszczelnienia ruchu obrotowego. Ogólnie rzecz biorąc, średnica wewnętrzna O-ringu dla ruchu obrotowego jest o 3% -5% większa niż średnica wału, a stopień ściskania średnicy zewnętrznej wynosi W = 3% -8%. Aby zmniejszyć opór tarcia, O-ringi dla ruchu o niskim tarciu zazwyczaj wybierają mniejszy stopień kompresji, a mianowicie W = 5% -8%. Ponadto należy wziąć pod uwagę ekspansję materiałów gumowych spowodowaną przez medium i temperaturę. Zwykle poza danym odkształceniem kompresji maksymalny dopuszczalny współczynnik rozszerzalności wynosi 15%. Przekroczenie tego zakresu wskazuje, że dobór materiału nie jest odpowiedni i należy zastosować O-ringi z innych materiałów lub skorygować podany współczynnik odkształcenia ściskania.
3. Rozciągliwa ilość
Po zainstalowaniu O-ringu w rowku uszczelniającym, na ogół ma pewną ilość rozciągania. Podobnie jak stopień sprężania, ilość napięcia ma duży wpływ na wydajność uszczelnienia i żywotność O-ringu. Duża ilość naprężeń nie tylko utrudni instalację O-ringu, ale także zmniejszy stopień kompresji z powodu zmiany średnicy przekroju poprzecznego d0, powodując wyciek.
