O-obroč

O-obročki so najbolj priljubljena tesnila, ki se uporabljajo v hidravličnih, pnevmatskih komponentah in sistemskih napravah, in se pogosto uporabljajo v različnih primerih tesnjenja.

O-tesnila se lahko uporabljajo kot tesnilni elementi, kot tudi elementi za delovanje sile za hidravlična drsna tesnila in prašne obroče. Pri določenih temperaturah, tlakih in različnih tekočih in plinastih medijih lahko ti izdelki delujejo kot tesnila v statičnem ali premikajočem se stanju. Lahko rečemo, da so na industrijskem področju, ne glede na to, ali gre za eno samo tesnilo za popravilo in vzdrževanje, ali v aplikacijah, kot so vesoljska, avtomobilska industrija in splošna industrija, O-tesnila skoraj povsod.

Lastnosti izdelka in aplikacije:

O-obročki imajo številne prednosti:

(1) Primerno za različne oblike tesnjenja, vključno s statičnim tesnjenjem in dinamičnim tesnjenjem.

(2) Primerno za različne načine gibanja, kot so rotacijsko gibanje, aksialno izmenično gibanje ali kombinirano gibanje.

(3) Primerno za vrsto različnih tesnilnih medijev, vključno z oljem, vodo, plinom, kemičnimi mediji ali drugimi mešanimi mediji;

(4) Struktura prečnega prereza je izjemno preprosta in ima samotesnilni učinek, zanesljivo tesnjenje, kompaktno strukturo ter enostavno montažo in demontažo;

(5) Obstaja veliko vrst materialov;

(6) nizki stroški;

(7) Dinamični upor trenja je relativno majhen.

Seznam standardov O-tesnila je prikazan v spodnji tabeli:

Tabela 1-1 Seznam standardov O-tesnila
Standardno	Premer O-obroča d2
Ameriški standard AS 568 Britanski standard BS 1516	1.7 8	2.62	3.53	5.33	6.99	-
Japonski standard JIS B 2401	1.9	2.4	3.1	3.5	5.7	8.4
Mednarodni standard IS0 3601/1 nemški standard DIN 3771/1 kitajski standard GB 3452.1	1.8	2.65	3.55	5.30	7.00	-
Kitajski standard GB1235	1.9	2.4	3.1	3.5	5.7	8.6
Prednostne metrične velikosti	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	-	-	-
Ameriški standard AS 568 (Serija 900)	1.0 2	1.42	1.63	1.83	1.98	2.08
	2.2 1	2.46	2.95	3.00	-	-

Tesnilni mehanizem

O-obroč je samodejni dvosmerni tesnilni element. Med vgradnjo njegova radialna in aksialna predkompresija določa začetno tesnilno sposobnost samega O-tesnila, ki se povečuje s povečanjem tlaka v sistemu.

(1) Nestisnjeno stanje  

(2) Stisnjeno stanje brez tlaka

(3) Tlak

Parametri delovanja

Tabela 1-2 Parametri delovanja O-tesnila

Izbira O-ringa

1. Delovni medij in delovni pogoji

Pri izbiri materiala O-tesnila je treba najprej upoštevati združljivost z delovnim medijem, upoštevati pa je treba tudi delovne pogoje, kot so tlak, temperatura, neprekinjen delovni čas in cikel delovanja tesnilnega dela. Če se uporablja v vrteči se situaciji, je treba upoštevati dvig temperature, ki ga povzroči toplota zaradi trenja. Različni tesnilni materiali imajo različne fizikalne in kemijske lastnosti, za podrobnosti glejte "Tabelo lastnosti materiala".

2. Vrsta tesnila in velikost namestitvenega utora

(1) Glede na obliko tesnjenja ga lahko razdelimo na: statično tesnilo (tesnilo brez relativnega gibanja med sosednjimi površinami) in dinamično tesnilo (tesnilo z izmeničnim gibanjem med zatesnjenimi deli);

(2) Glede na namen tesnjenja ga lahko razdelimo na: tesnilo za luknje, tesnilo gredi in rotacijsko tesnilo;

(3) Glede na obliko vgradnje ga lahko razdelimo na: aksialno vgradnjo (njegov presek je po vgradnji osno deformiran) in radialni vgradnjo (njegov prerez je po vgradnji radialno deformiran).

①Aksialno statično tesnilo

Notranji tlak: Zunanji premer O-tesnila in zunanji premer utora D morata biti v bistvu blizu ali večja od 1~3 %.

Zunanji tlak: Notranji premer O-tesnila mora biti blizu ali nekoliko manjši od notranjega premera d utora, vendar ne manj kot 6 %.

Tabela 1-3 Mere utora za namestitev aksialnega statičnega tesnila

② Radialno statično tesnilo

Radialno tesnilo lukenj: namestitveni utor je na gredi, notranji premer O-tesnila pa je enak ali nekoliko manjši od spodnjega premera utora d.

Radialno tesnilo gredi: namestitveni utor je v luknji, notranji premer O-tesnila in premer tesnjene gredi d sta čim bližja.

③Vakuumsko tesnjenje (statično tesnjenje)

Vakuumska embalaža je v posebnih okoliščinah tesnilo O-ring, tlak zaprtega sistema pa je nižji od 1 standardne atmosfere (101,325 kpa).

Zahteve za njegovo uporabo in velikost utorov za namestitev so naslednje:

a. Prostor vgradnega utora je po deformaciji skoraj 100 % zapolnjen z volumnom O-tesnila, kar lahko poveča kontaktno površino in podaljša čas difuzije skozi elastomer.

b. Kompresijska deformacija preseka O-tesnila je približno 30 %.

c. Uporabiti je treba vakuumsko mast (za zmanjšanje puščanja).

d. Površinska hrapavost vsake površine vgradnega utora mora biti višja od zahtev za hidravlična statična tesnila, odstotek kontaktnega območja ftp pa mora biti večji od 50 %.

e. O-tesnilo mora biti izdelano iz materialov, ki so združljivi s plinom, nizko prepustnostjo in nizko kompresijsko deformacijo. Tukaj priporočamo uporabo fluorokavčuka.

④Radialno hidravlično dinamično tesnilo

Ker se bo O-tesnilo med premikanjem premaknilo, je njegova uporaba omejena na nižji tlak (brez zadrževalnega obroča) in hitrost (vzvratno gibanje = 0,5 m/s; rotacijsko gibanje = 2,0 m/s).

3. Faktor trdote

Trdota materiala O-tesnila je eden od pomembnih indikatorjev za ocenjevanje učinkovitosti tesnjenja. Trdota O-tesnila določa stiskanje O-tesnila in največjo dovoljeno ekstruzijsko režo utora. Na splošno je na voljo nitrilna guma Shore A70, ki lahko izpolni večino pogojev uporabe.

4. Ekstruzijska vrzel

Največja dovoljena ekstruzijska reža g max je povezana s sistemskim tlakom, premerom prečnega prereza O-tesnila in trdoto materiala. Na splošno velja, da višji kot je delovni tlak, manjša je največja dovoljena ekstruzijska reža g max. Če razmik g presega dovoljeno območje, bo O-obroč iztisnjen ali celo poškodovan.

Pri radialnih dinamičnih tesnilih je priporočljiva uporaba zadrževalnega obroča, ki lahko prepreči stiskanje O-tesnila v radialno režo in poveča delovni tlak. Ko tlak preseže 5 MPa in je notranji premer > 50 mm ter je tlak večji od 10 MPa in je notranji premer < 50 mm, je priporočljiva uporaba zadrževalnega obroča.

Za uporabo pri statičnem tesnjenju je priporočljivo, da se ujema s H7/g6.

5. Natezne in kompresijske stopnje

Ko je O-tesnilo nameščeno v utor, bo do določene mere raztegnjeno in stisnjeno. Če sta vrednosti raztezanja in stiskanja preveliki, se bo presek O-tesnila čezmerno povečal ali zmanjšal. Da ne bi vplivali na njegov učinek tesnjenja, je priporočljivo strogo upoštevati naslednji dve točki:

(1) Za radialno tesnjenje lukenj: O-tesnilo je po možnosti v raztegnjenem stanju (tj. d>d2), največja dovoljena stopnja raztezanja pa je 6 %, ker bo 1 % raztezanje ustrezno zmanjšalo premer preseka W za 0,5 %.

Raztezek = (d-2/d2) × 100 %   ＜6 %

V enačbi: d-spodnji premer montažnega utora v tesnilu radialne luknje

d2-notranji premer O-tesnila

(2) Pri radialnih tesnilih gredi je O-obroč prednostno stisnjen vzdolž oboda (tj. D1>D), največja dovoljena stopnja stiskanja oboda pa je 3 %.

Kompresijsko razmerje = (D1-D)/D1×100%   <3%

V enačbi: D1-zunanji premer O-tesnila

D-spodnji premer montažnega utora v radialnem tesnilu gredi

6. O-tesnila se uporabljajo kot tesnila vrtljive gredi

O-tesnila se lahko uporabljajo tudi kot tesnila za vrtljive gredi z nizko hitrostjo in kratke cikle. Ko je obodna hitrost nižja od 0,5 m/s, lahko izbira O-tesnila temelji na običajnih konstrukcijskih standardih; ko je obodna hitrost višja od 0,5 m/s, je treba upoštevati pojav, da se bo podolgovati gumijasti obroč po segrevanju skrčil (fenomen Joulove toplote), zato je notranji premer tesnilnega obroča izbran tako, da je približno 2 % večji od premera tesnjene gredi, in zgornjemu pojavu se je mogoče izogniti. Ko je O-tesnilo nameščeno v utor, je radialno stisnjeno, da tvori fino valovitost, s čimer se izboljšajo pogoji mazanja.

7. Sila stiskanja namestitve

Med vgradnjo je sila stiskanja povezana s stopnjo začetnega stiskanja in trdoto materiala. Slika prikazuje razmerje med kompresijsko silo enote in premerom preseka na centimeter oboda tesnila, ki se uporablja za oceno velikosti kompresijske sile pri namestitvi O-tesnila.

Oblikovanje lokalne strukture

Ker bo O-tesnilo med namestitvijo stisnjeno, je treba, da se izognete resnim poškodbam, konec luknje ali konec gredi obdelati v posnetje 15°~20°, robove pa zaobliti in odstraniti robove. Če naj gre O-tesnilo med namestitvijo skozi prečno luknjo, mora biti tudi prehodna luknja posneta ali zaobljena.

Posnemanje lukenj

Posnemanje gredi

Posnemanje/zaokroževanje prehodnih lukenj

Tabela 1-10 Najmanjša dolžina posnetega roba Cmin

Hrapavost posnete površine: Rz≤4,0μm Ra≤0,8μm

Dopustna odstopanja oblike in površinske napake

Oblike in površinske napake O-obročev razvrščamo v dve kategoriji: N in S.

(1) N: predstavlja našo standardno kakovost, ki lahko v celoti izpolnjuje visoke zahteve glede kakovosti in dnevne uporabe.

(2) S: primerno za priložnosti z zelo visokimi zahtevami za obliko in površinske napake, ki običajno zahtevajo veliko proizvodnjo in visoke stroške.

Neusklajenost kalupa d

Bliskavica za cepljenje plesni h

Krčenje zaradi cepitve plesni

Prekomerno obrezovanje

Oznake pretoka

Druge okvare

Vodnik za shranjevanje

Da bi se izognili fizikalnim in kemičnim lastnostim O-obročev, ki jih povzroči dolgoročno skladiščenje, je potrebno primerno skladiščno okolje, da se zagotovi, da O-obroči niso prizadeti med dolgotrajnim skladiščenjem.

Med skladiščenjem je treba upoštevati naslednje točke:

(1) Skladiščno okolje mora biti suho, brez prahu in dobro prezračevano;

(2) Temperatura mora biti nad +15 ℃, vendar ne sme presegati +20 ℃;

(3) Shranjujte v votlih embalažnih vrečah, kolikor je to mogoče, in se izogibajte sestavinam, ki poškodujejo material O-tesnila;

(4) Izogibajte se neposredni sončni svetlobi v skladiščnem okolju in se držite stran od virov ultravijolične svetlobe;

(5) Pri shranjevanju morajo biti O-tesnila v stanju brez napetosti, to je, da niso raztegnjena, ne stisnjena in ne deformirana:

(6) Prepovedano je vezati z vrvico ali obešati na kovinske dele.