Hvordan fungerer O-ringe

Hvordan fungerer O-ringe

O-ring er en af ​​de enkleste og mest almindelige typer tætninger til en bred vifte af statiske og dynamiske applikationer. Designet af O-ringspor er relativt simpelt - en økonomisk og pålidelig tætning opnås ved at følge reglerne for den udviklede rilleform. Tendensen til O-ringen til at vende tilbage til sin oprindelige form, når tværsnittet komprimeres, er den grundlæggende årsag til, at O-ringen giver en god tætning.

Dybest set består en O-ringstætning af et elastisk cirkulært tværsnit i en designet O-ring-rille, der giver en indledende kompression.

Den krævede kraft til en komprimeret O-ring er resultatet af hårdhed og tværsnitsdiameter. O-ringens spænding passerer gennem et reduceret tværsnit, hvilket reducerer O-ringstætningens tætningskompressionspotentiale.

Den naturlige elasticitet af gummiforbindelser giver en tætning ved nul eller meget lavt tryk. Forseglingsevnen kan forbedres ved at øge radial ekstrudering. Denne stigning i ekstrudering kan have en negativ trykdynamisk tætningseffekt med højere tryk.

Radial ekstrudering giver friktion mellem O-ringen og rillen, der holder den på plads. Konstrueret til at deformere flyder gummiforbindelsen opad i ekstruderingsgabet og forsegler det helt mod lækage, indtil det påførte tryk er tilstrækkeligt til at overvinde friktion og deformation af O-ringen i det lille ekstruderingsgab (forudsat at gummiet har nået sin grænse for strøm under tryk, vil yderligere kraftforøgelse resultere i svigt gennem forskydning eller ekstrudering).

Rillen er designet til at tilvejebringe en indledende kraft over en aksel mellem 7% og 30% ved tætningsprocenten. Denne kompressionskraft er normalt vinkelret på området for den påførte kraft. Der er en fri volumen af ​​slots på andre akser.

Når der påføres tryk, bevæges O-ringen mod rillen med lavt tryk. Forseglingstrykket overføres til overfladen, der skal forsegles, hvilket faktisk er højere end væsketrykket, der udøves med en mængde svarende til det indledende interferenstryk.

Forøg interferensspændingen mellem tætningen og den parringsoverflade, der er forårsaget af det påførte tryk. Selvom denne situation stadig eksisterer, vil O-ringen fortsætte med at udbrede sig normalt og pålideligt op til hundreder af pounds kraft, forudsat at O-ringen vælges til den rigtige størrelse, og rillen bearbejdes til den passende størrelse.

Med stigningen i tryk vil ringdeformationen blive overdrevet og til sidst klemme den del af ringen til ekstruderingsgabet. Hvis ekstruderingsafstanden er for stor, mislykkes forseglingen, der er ekstruderet fuldstændigt fra højt tryk.

Når trykket frigøres på gummiforbindelsen, vender en O-rings elasticitet tilbage til sin naturlige form og forbereder sig på en lignende cyklus.

Disse materialer er ved deres normale driftstemperatur næsten umulige at komprimere og har meget lav elastisk modul. Deres form kan ændres (ikke deres volumen), og den påførte radiale klemme vil resultere i en forøgelse af tætningslængden over rillen.

Denne stigning vil være større som et resultat af den ekspanderede gummi og opvarmes på grund af tætningsfluidens og materialets kompatibilitet. Tanken skal være korrekt dimensioneret for at tillade maksimal ekspansion af gummiforbindelsen ellers vil komponenten udvikle meget høje belastninger.

Når der tilføres tilstrækkelig kraft, bevæger O-ringen sig mod lavtrykssiden, indtil dens kontaktflade af rillen. Ekstra tryk eller kraft presser den deformerede O-ring mod mellemrummet. O-ringen vil indledningsvis blive deformeret til en" d" form. Denne deformation øger det indledende tværsnit af overfladekontaktarealet med 70-80%. O-ringens overfladekontaktareal under højt tryk er ca. det dobbelte af den oprindelige geometri ved nul tryk.

Muligheden for forsegling af ekstrudering er ikke begrænset til dynamiske anvendelser. I statiske aksiale applikationer kan monteringsboltens spænding under højt tryk åbne ekstruderingsgabet nok til at muliggøre lækage.

Den indre trykgrænse bestemmes af afstanden og hårdheden af ​​tætningsringen (nogle data er vist i figuren ovenfor). I praksis specificeres huller normalt for en given ringstørrelse og anvendelse. Hvis du arbejder ved lave temperaturer, kan det være nødvendigt at reducere kirteldybden for at kompensere for ringkontraktion og for at give den krævede klemme i sammentrækningsstørrelse.

Ved denne temperatur i den anden ende af vægten kan det være ønskeligt at øge rilledybden let for at undgå overekstrudering af ringen ved driftstemperaturen. Denne effekt kan være signifikant ved ekstreme temperaturer, fordi koefficienten for termisk ekspansion af elastomerer er højere end for metaller.