Hogyan működnek az O-gyűrűk

Hogyan működnek az O-gyűrűk

Az O-gyűrű az egyik legegyszerűbb és leggyakoribb tömítésfajta a statikus és dinamikus alkalmazások széles körében. Az O-gyűrű horonyának kialakítása viszonylag egyszerű - gazdaságos és megbízható tömítést kapunk, ha betartjuk a kialakult horony alakjának szabályait. Az O-gyűrű tendenciája, hogy a keresztmetszet összenyomódásakor visszatérjen az eredeti formájához, az O-gyűrű jó tömítésének alapvető oka.

Alapvetően az O-gyűrű tömítése rugalmas kör keresztmetszetből áll egy tervezett O-gyűrű horonyba, amely kezdeti összenyomást biztosít.

A tömörített O-gyűrűhöz szükséges erő a keménység és a keresztmetszeti átmérő eredménye. Az O-gyűrű feszültsége csökkent keresztmetszeten megy keresztül, ami csökkenti az O-gyűrű tömítésének tömörítési potenciálját.

A gumikeverékek természetes rugalmassága nulla vagy nagyon alacsony nyomáson biztosít tömítést. A tömítési teljesítmény javítható a radiális extrudálás növelésével. Az extrudálás ezen növekedése nagyobb nyomású dinamikus tömítés káros hatással járhat.

A radiális extrudálás súrlódást biztosít az O-gyűrű és az azt rögzítő horony között. A deformálásra tervezett gumikeverék felfelé áramlik az extrudálási résbe, teljesen lezárva azt a szivárgás ellen, amíg az alkalmazott nyomás elegendő ahhoz, hogy leküzdje az O-gyűrű súrlódását és deformációját a kis extrudálási résbe (feltételezve, hogy a gumi elérte a nyomás alatt áramlik, az erő további növekedése nyírás vagy extrudálás révén meghibásodást eredményez).

A horony úgy van kialakítva, hogy a tengelyen 7% és 30% közötti kezdeti erőt biztosítson a tömítés százalékánál. Ez a nyomóerő általában merőleges az alkalmazott erő tartományára. A többi tengelyen szabad rés van.

Nyomás alkalmazásakor az O-gyűrű a barázda alacsony nyomású oldala felé mozog. A tömítési nyomás átkerül a lezárandó felületre, amely valójában nagyobb, mint a kezdeti interferencia-nyomással megegyező mennyiségű folyadéknyomás.

Növelje a tömítés és a párosító felület közötti interferencia feszültségét, amelyet az alkalmazott nyomás okoz. Bár ez a helyzet még mindig fennáll, az O-gyűrű normál és megbízhatóan tovább fog terjedni akár több száz font erőig, feltételezve, hogy az O-gyűrűt a megfelelő méretre választották, és a horony a megfelelő méretűre lett megmunkálva.

A nyomás növekedésével a gyűrű deformációja eltúlzott lesz, és végül a gyűrű egy részét az extrudálási résig szorítja. Ha az extrudálási hézag túl nagy, akkor a nagy nyomásból teljesen extrudált tömítés meghibásodik.

Amikor a nyomást elengedjük a gumikeveréken, az O-gyűrű rugalmassága visszatér a természetes alakjához, felkészülve egy hasonló ciklusra.

Ezeket az anyagokat normál üzemi hőmérsékletükön szinte lehetetlen összenyomni és nagyon alacsony a rugalmassági modulusuk. Alakjuk megváltoztatható (nem a térfogatuk), és az alkalmazott radiális szorítás a tömítés hosszának növekedését eredményezi a barázdán.

Ez a növekedés nagyobb lesz a habosított gumi következtében, és a tömítőfolyadék és az anyag összeférhetősége miatt felmelegszik. A tartálynak megfelelő méretűnek kell lennie, hogy lehetővé tegye a gumikeverék maximális kitágulását, különben az alkatrész nagyon nagy igénybevételt eredményez.

Megfelelő erő kifejtésekor az O-gyűrű az alacsony nyomású oldal felé mozog, amíg a horony érintkezési felülete nem lesz. További nyomás vagy erő szorítja a deformált O-gyűrűt a rés felé. Az O-gyűrű kezdetben deformálódik GG-re; d GG-Q; alak. Ez a deformáció 70–80% -kal növeli a felületi érintkezési terület kezdeti keresztmetszetét. Az O-gyűrű felületi érintkezési területe nagy nyomáson körülbelül kétszerese az eredeti geometriának, nulla nyomáson.

Az extrudálás lezárásának lehetősége nem korlátozódik a dinamikus alkalmazásokra. Statikus tengelyirányú alkalmazásoknál az összeszerelő csavar feszültsége nagy nyomás alatt eléggé kinyithatja az extrúziós rést a szivárgáshoz.

A belső nyomáshatárt a tömítőgyűrű hézagja és keménysége határozza meg (néhány adatot a fenti ábra mutat be). A gyakorlatban a hézagokat általában egy adott gyűrűmérethez és alkalmazáshoz adják meg. Ha alacsony hőmérsékleten dolgozik, szükség lehet a tömszelence mélységének csökkentésére a gyűrű összehúzódásának ellensúlyozására és a szükséges összehúzódási méret biztosítására.

Ennél a hőmérsékletnél a mérleg másik végén kívánatos lehet a horony mélységének kissé növelése, hogy elkerüljük a gyűrű működési hőmérsékleten történő extrudálását. Ez a hatás extrém hőmérsékleten jelentős lehet, mert az elasztomerek hőtágulási együtthatója magasabb, mint a fémeké.