Pierścień uszczelniający

O-ringi są najpopularniejszymi uszczelkami stosowanymi w elementach hydraulicznych, pneumatycznych i urządzeniach systemowych i są szeroko stosowane przy różnych okazjach uszczelniania.

O-ringi mogą być stosowane jako elementy uszczelniające, a także elementy dociskowe do hydraulicznych uszczelek ślizgowych i pierścieni przeciwpyłowych. W określonych temperaturach, ciśnieniach i przy różnych mediach ciekłych i gazowych produkty te mogą działać jako uszczelnienia w stanie statycznym lub ruchomym. Można powiedzieć, że w przemyśle, niezależnie od tego, czy jest to pojedyncze uszczelnienie do napraw i konserwacji, czy też w zastosowaniach takich jak lotnictwo, przemysł motoryzacyjny i przemysł ogólny, pierścienie uszczelniające typu O-ring są prawie wszędzie.

Cechy produktu i zastosowania:

O-ringi mają wiele zalet:

(1) Nadaje się do różnych form uszczelniania, w tym uszczelniania statycznego i uszczelniania dynamicznego.

(2) Nadaje się do różnych trybów ruchu, takich jak ruch obrotowy, osiowy ruch posuwisto-zwrotny lub ruch kombinowany.

(3) Nadaje się do różnych mediów uszczelniających, w tym oleju, wody, gazu, mediów chemicznych lub innych mediów mieszanych;

(4) Konstrukcja przekroju poprzecznego jest niezwykle prosta i ma działanie samouszczelniające, niezawodne działanie uszczelniające, zwartą konstrukcję oraz łatwy montaż i demontaż;

(5) Istnieje wiele rodzajów materiałów;

(6) Niski koszt;

(7) Dynamiczny opór tarcia jest stosunkowo niewielki.

Listę standardów oringów przedstawiono w poniższej tabeli:

Tabela 1-1 Lista standardów pierścieni uszczelniających
Standard	Średnica przekroju oringu d2
Norma amerykańska AS 568 Brytyjska norma BS 1516	1.7 8	2.62	3.53	5.33	6.99	-
Japońska norma JIS B 2401	1.9	2.4	3.1	3.5	5.7	8.4
Międzynarodowa norma IS0 Norma niemiecka 3601/1 DIN 3771/1 Chińska norma GB 3452.1	1.8	2.65	3.55	5.30	7.00	-
Chińska norma GB1235	1.9	2.4	3.1	3.5	5.7	8.6
Preferowane rozmiary metryczne	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5
	4.0	4.5	5.0	5.5	6.0	7.0
	8.0	10.0	12.0	-	-	-
Norma amerykańska AS 568 (Seria 900)	1.0 2	1.42	1.63	1.83	1.98	2.08
	2.2 1	2.46	2.95	3.00	-	-

Mechanizm uszczelniający

O-ring jest automatycznym, dwukierunkowym elementem uszczelniającym. Podczas montażu jego wstępne dociśnięcie promieniowe i osiowe decyduje o początkowej zdolności uszczelniającej samego O-ringu, która wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia w układzie.

(1) Stan nieskompresowany  

(2) Stan sprężony, bez ciśnienia

(3) Ciśnienie

Parametry wydajności

Tabela 1-2 Parametry użytkowe oringów

Wybór pierścienia uszczelniającego

1. Czynnik roboczy i warunki pracy

Przy wyborze materiału O-ringu należy najpierw wziąć pod uwagę kompatybilność z czynnikiem roboczym, a także warunki pracy, takie jak ciśnienie, temperatura, ciągły czas pracy i cykl pracy części uszczelniającej. Jeśli jest używany w warunkach obrotowych, należy wziąć pod uwagę wzrost temperatury spowodowany ciepłem tarcia. Różne materiały uszczelniające mają różne właściwości fizyczne i chemiczne. Szczegółowe informacje można znaleźć w „Tabeli właściwości materiałów”.

2. Typ uszczelki i rozmiar rowka montażowego

(1) Ze względu na postać uszczelnienia można je podzielić na: uszczelnienie statyczne (uszczelnienie bez względnego ruchu pomiędzy sąsiadującymi powierzchniami) i uszczelnienie dynamiczne (uszczelnienie z ruchem posuwisto-zwrotnym pomiędzy uszczelnionymi częściami);

(2) Zgodnie z celem uszczelnienia można je podzielić na: uszczelnienie otworu, uszczelnienie wału i uszczelnienie obrotowe;

(3) Ze względu na formę montażu można go podzielić na: montaż osiowy (po montażu jego przekrój ulega odkształceniu osiowemu) i montaż promieniowy (po montażu jego przekrój ulega odkształceniu promieniowemu).

①Osiowe uszczelnienie statyczne

Ciśnienie wewnętrzne: Zewnętrzna średnica pierścienia typu O-ring i zewnętrzna średnica rowka D powinny być zasadniczo bliskie lub większe niż 1~3%.

Ciśnienie zewnętrzne: Średnica wewnętrzna oringu powinna być zbliżona lub nieco mniejsza od średnicy wewnętrznej d rowka, ale nie mniejsza niż 6%.

Tabela 1-3 Wymiary rowka montażowego uszczelnienia statycznego osiowego

②Promieniowe uszczelnienie statyczne

Uszczelnienie otworu promieniowego: Rowek montażowy znajduje się na wale, a średnica wewnętrzna O-ringu jest równa lub nieco mniejsza niż średnica dna rowka d.

Promieniowe uszczelnienie wału: Rowek montażowy znajduje się w otworze, a wewnętrzna średnica pierścienia typu O-ring i średnica uszczelnionego wału d są jak najbardziej zbliżone do siebie.

③Uszczelnienie próżniowe (uszczelnienie statyczne)

Pakowanie próżniowe jest uszczelnieniem typu O-ring w szczególnych okolicznościach, a ciśnienie w zamkniętym systemie jest niższe niż 1 atmosfera standardowa (101,325 kpa).

Wymagania dotyczące zastosowania i rozmiaru rowka instalacyjnego są następujące:

A. Przestrzeń rowka montażowego po odkształceniu jest wypełniona prawie w 100% objętością oringu, co może zwiększyć powierzchnię styku i wydłużyć czas dyfuzji przez elastomer.

B. Odkształcenie ściskające przekroju pierścienia uszczelniającego wynosi około 30%.

C. Należy zastosować smar próżniowy (w celu ograniczenia wycieków).

D. Chropowatość powierzchni każdej powierzchni rowka montażowego należy uznać za wyższą niż wymagania hydraulicznych uszczelnień statycznych, a procentowy zakres styku ftp powinien być większy niż 50%.

mi. Oring powinien być wykonany z materiałów odpornych na gaz, o niskiej przepuszczalności i małych odkształceniach przy ściskaniu. W tym przypadku zalecamy użycie fluororubberu.

④Promieniowe hydrauliczne uszczelnienie dynamiczne

Ponieważ O-ring będzie się przemieszczał podczas ruchu, jego zastosowanie ogranicza się do niższego ciśnienia (bez pierścienia ustalającego) i prędkości (ruch posuwisto-zwrotny = 0,5 m/s; ruch obrotowy = 2,0 m/s).

3. Współczynnik twardości

Twardość materiału pierścienia uszczelniającego jest jednym z ważnych wskaźników oceny skuteczności uszczelnienia. Twardość O-ringu określa ściskanie O-ringu i maksymalną dopuszczalną szczelinę wytłaczania rowka. Ogólnie rzecz biorąc, dostarczany jest kauczuk nitrylowy Shore A70, który może spełnić większość warunków użytkowania.

4. Szczelina wytłaczania

Maksymalna dopuszczalna szczelina wytłaczania g max jest związana z ciśnieniem w układzie, średnicą przekroju poprzecznego oringu i twardością materiału. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższe ciśnienie robocze, tym mniejsza maksymalna dopuszczalna szczelina wytłaczania g max. Jeśli szczelina g przekroczy dopuszczalny zakres, spowoduje to wyciśnięcie lub nawet uszkodzenie oringu.

W promieniowych uszczelnieniach dynamicznych zaleca się stosowanie pierścienia ustalającego, co może zapobiec wciśnięciu O-ringu w szczelinę promieniową, a także zwiększyć ciśnienie robocze. Gdy ciśnienie przekracza 5 MPa, a średnica wewnętrzna jest > 50 mm, a ciśnienie jest większe niż 10 MPa, a średnica wewnętrzna jest < 50 mm, zaleca się zastosowanie pierścienia ustalającego.

W przypadku zastosowań z uszczelnieniem statycznym zaleca się dopasowanie H7/g6.

5. Współczynniki rozciągania i ściskania

Gdy O-ring zostanie zamontowany w rowku, będzie on w pewnym stopniu rozciągany i ściskany. Jeżeli wartości rozciągania i ściskania będą zbyt duże, przekrój O-ringu zostanie nadmiernie powiększony lub zmniejszony. Aby nie wpływać na jego działanie uszczelniające, zaleca się ścisłe przestrzeganie dwóch poniższych punktów:

(1) W przypadku promieniowego uszczelniania otworów: O-ring jest korzystnie w stanie rozciągniętym (tj. d>d2), a maksymalny dopuszczalny stopień rozciągnięcia wynosi 6%, ponieważ 1% rozciągnięcia odpowiednio zmniejszy średnicę przekroju poprzecznego W o 0,5%.

Wydłużenie = (d-2/d2) × 100%   ＜6%

W równaniu: d – dolna średnica rowka montażowego w uszczelce otworu promieniowego

d2 – średnica wewnętrzna pierścienia uszczelniającego

(2) W przypadku promieniowych uszczelek wałów O-ring jest korzystnie ściskany wzdłuż swojego obwodu (tj. D1>D), a maksymalny dopuszczalny stopień ściskania na obwodzie wynosi 3%.

Współczynnik kompresji = (D1-D)/D1×100%   ＜3%

W równaniu: D1 – średnica zewnętrzna oringu

D-dolna średnica rowka montażowego w promieniowym uszczelnieniu wału

6. O-ringi służą jako uszczelnienia wału obrotowego

O-ringi można również stosować jako uszczelnienia wałów obracających się przy niskich prędkościach i wałów obrotowych o krótkich cyklach. Gdy prędkość obwodowa jest mniejsza niż 0,5 m/s, dobór pierścienia uszczelniającego typu O-ring może opierać się na normalnych standardach konstrukcyjnych; gdy prędkość obwodowa jest większa niż 0,5 m/s, należy wziąć pod uwagę zjawisko kurczenia się wydłużonego pierścienia gumowego po podgrzaniu (zjawisko ciepła Joule'a), dlatego dobiera się wewnętrzną średnicę pierścienia uszczelniającego o około 2% większą niż średnica uszczelnionego wału, co pozwala uniknąć powyższego zjawiska. Po zamontowaniu O-ringu w rowku jest on ściskany promieniowo, tworząc drobne pofałdowanie, co poprawia warunki smarowania.

7. Siła docisku instalacji

Podczas montażu siła ściskająca jest powiązana ze stopniem wstępnego ściskania i twardością materiału. Rysunek przedstawia zależność jednostkowej siły ściskającej od średnicy przekroju poprzecznego na centymetr obwodu uszczelki, która służy do oszacowania wielkości siły ściskającej podczas montażu oringu.

Projekt konstrukcji lokalnej

Ponieważ podczas montażu O-ring zostanie ściśnięty, aby uniknąć poważnych uszkodzeń, koniec otworu lub koniec wału należy obrobić w fazę 15°~20°, zaokrąglić krawędzie i usunąć zadziory. Jeżeli podczas montażu O-ring ma przechodzić przez otwór poprzeczny, otwór przejściowy również należy sfazować lub zaokrąglić.

Fazowanie otworu

Fazowanie wału

Fazowanie/zaokrąglanie otworów przejściowych

Tabela 1-10 Minimalna długość fazy Cmin

Chropowatość powierzchni fazowanej: Rz≤4,0μm   Ra≤0,8μm

Dopuszczalne odchyłki kształtu i wady powierzchni

Klasyfikujemy kształty i wady powierzchniowe O-ringów na dwie kategorie: N i S.

(1) N: reprezentuje naszą standardową jakość, która może w pełni spełniać wysokie wymagania jakościowe i codzienne zastosowania.

(2) S: odpowiedni na okazje o bardzo wysokich wymaganiach dotyczących wad kształtu i powierzchni, zwykle wymagających dużej produkcji i wysokich kosztów.

Niewspółosiowość formy d

Błysk rozszczepiający pleśń h

Skurcz powodujący rozszczepienie formy

Nadmierne przycinanie

Znaki przepływu

Inne wady

Przewodnik przechowywania

Aby uniknąć właściwości fizycznych i chemicznych O-ringów spowodowanych długotrwałym przechowywaniem, konieczne jest zapewnienie rozsądnych warunków przechowywania, aby zapewnić, że długotrwałe przechowywanie nie wpłynie na O-ringi.

Podczas przechowywania należy przestrzegać następujących punktów:

(1) Miejsce przechowywania musi być suche, wolne od kurzu i dobrze wentylowane;

(2) Temperatura powinna przekraczać +15 ℃, ale nie przekraczać +20 ℃;

(3) W miarę możliwości przechowywać w pustych torebkach i unikać składników, które uszkadzają materiał pierścienia uszczelniającego;

(4) Unikaj bezpośredniego światła słonecznego w środowisku przechowywania i trzymaj z dala od źródeł światła ultrafioletowego;

(5) Podczas przechowywania O-ringi powinny znajdować się w stanie wolnym od naprężeń, to znaczy nie rozciągać, nie ściskać i nie odkształcać się:

(6) Zabrania się wiązania sznurkiem i zawieszania na metalowych elementach.