Inelul O-, denumit inel O-, este un inel de cauciuc cu o secțiune transversală-circulară. Inelul O-este cea mai utilizată etanșare în sistemele hidraulice și pneumatice.
Inelul O-are proprietăți de etanșare bune, poate fi folosit pentru etanșarea statică, poate fi folosit și pentru etanșarea alternativă; Nu numai că poate fi folosit singur, dar este și componenta de bază a multor dispozitive de etanșare combinate. Are o gamă largă de aplicații. Dacă materialul este selectat corect, acesta poate îndeplini cerințele diferitelor condiții de mișcare, iar presiunea de lucru poate fi de la 1,333×10^5Pa vid până la 400MPa presiune înaltă; Intervalul de temperatură este de la -60 la 200 de grade.
În comparație cu alte tipuri de etanșare, inelul O-are următoarele caracteristici:
1) Structură mică, instalare convenabilă și dezasamblare.
2) Pot fi utilizate etanșări statice și dinamice și aproape că nu există scurgeri atunci când sunt utilizate ca etanșări statice.
3) Utilizarea unui singur inel O-oferă un efect de etanșare bi-.
4) Rezistența dinamică la frecare este mică.
5) Preț scăzut.
Inelul O-este o etanșare prin extrudare; Principiul de bază de lucru al unei etanșări de extrudare este să se bazeze pe deformarea elastică a etanșării, provocând presiune de contact pe suprafața de contact de etanșare. Presiunea de contact este mai mare decât presiunea internă a mediului sigilat și nu există scurgeri și invers. Când este utilizat pentru etanșarea statică și etanșarea dinamică, cauza și metoda de calcul a presiunii de contact a suprafeței de contact de etanșare sunt diferite și trebuie explicate separat.
1. Principiul de etanșare pentru etanșarea statică
Inelul O-este cel mai utilizat în etanșarea statică. Dacă este proiectat și utilizat corect, inelul O-poate obține o etanșare absolută fără scurgeri în garnitura statică.
După ce inelul O-este încărcat în canelura de etanșare, secțiunea sa este supusă unei tensiuni de compresie de contact, care produce o deformare elastică.
O anumită presiune de contact inițială Po este generată pe suprafața de contact. Chiar dacă nu există o presiune medie sau presiunea este foarte mică, inelul O-poate fi etanșat prin propria sa forță elastică; Când un mediu presurizat este umplut în cavitate, sub acțiunea presiunii medii, inelul de etanșare în formă de O-se dislocă și se deplasează pe partea de joasă presiune, în timp ce deformarea sa elastică crește și mai mult, iar golul de umplere și etanșare δ. În acest moment, presiunea de contact la suprafața de cuplare a perechii de etanșare crește la Pm:
Pm=Po+Pp
În formulă, Pp - - presiunea de contact (0,1 MPa) transmisă la suprafața de contact prin inelul O
Pp=K*P
K - coeficient de transfer al presiunii, pentru inel O-cauciuc, K=1;
P -- Presiunea lichidului sigilat (0,1 MPa).
Thus, greatly increases the sealing effect. Since generally K≥1, Pm>P. Se poate observa că atâta timp cât există o presiune inițială în inelul O-, se poate obține o etanșare absolută fără scurgeri. Aceasta depinde de presiunea mediului însuși pentru a schimba starea de contact a inelului O-pentru a obține natura etanșării, care se numește auto-etanșare.
În teorie, chiar dacă deformarea la compresie este zero, acesta poate fi etanșat sub presiunea uleiului, dar în practică, inelul O-poate fi excentric atunci când este instalat. Prin urmare, după ce inelul O-este încărcat în canelura de etanșare, secțiunea sa transversală-este în general supusă la o deformare prin compresie de 7%-30%. Etanșarea static are o valoare mai mare a vitezei de compresie, iar etanșarea dinamică ia o valoare mai mică a ratei de compresie. Acest lucru se datorează faptului că cauciucul sintetic este comprimat la temperaturi scăzute, astfel încât cantitatea de pre-compresie a inelului O de etanșare statică trebuie luată în considerare pentru a compensa contracția la temperatură scăzută.
2. Principiul de etanșare pentru etanșarea cu mișcare alternativă
În rotația hidraulică, componentele și sistemele pneumatice, etanșarea alternativă este una dintre cele mai comune cerințe de etanșare. Garniturile alternative sunt utilizate pe pistoanele și blocurile de cilindri de putere, chiulasele de intervenție a pistonului și toate tipurile de supape glisante. Interfața este formată dintr-o tijă cilindrice și un orificiu cilindric, iar tija se mișcă axial în orificiul cilindric. Acțiunea de etanșare limitează scurgerea axială a fluidului.
Când este folosit ca etanșare cu mișcare alternativă, efectul de pre-etanșare și efectul de auto-etanșare al inelului O-sunt aceleași cu cel al etanșării statice și, datorită elasticității inelului O-însuși, acesta poate compensa automat după uzură. Cu toate acestea, atunci când mediul lichid este etanșat, situația este mai complicată decât etanșarea statică datorită vitezei de mișcare a tijei, presiunii lichidului și vâscozității.
Când lichidul este sub presiune, moleculele lichide interacționează cu suprafața metalică, iar moleculele polare conținute în ulei sunt aranjate strâns și ordonat pe suprafața metalului, formând o peliculă de ulei de strat limită puternic între suprafața de alunecare și etanșare și producând o mare aderență la suprafața de alunecare. Filmul lichid există întotdeauna între etanșare și suprafața de mișcare alternativă; de asemenea, joacă un anumit rol de etanșare, iar lubrifierea suprafeței de etanșare în mișcare este foarte importantă.
Dar este rău pentru scurgere. Cu toate acestea, atunci când arborele alternativ este scos, pelicula lichidă de pe arbore este scoasă împreună cu arborele. Datorită acțiunii de ștergere a etanșării, atunci când arborele alternativ este retras, pelicula lichidă este blocată de elementul de etanșare pentru a rămâne în exterior. Odată cu creșterea numărului de curse alternative, mai mult lichid este blocat în exterior și, în cele din urmă, formarea de picături de ulei, care este scurgerea dispozitivului de etanșare alternativ. Deoarece vâscozitatea uleiului hidraulic scade odată cu creșterea temperaturii, iar grosimea peliculei de ulei scade în consecință, scurgerea la începutul mișcării este mai mare atunci când echipamentul hidraulic este pornit la o temperatură scăzută, iar scurgerea tinde să scadă treptat pe măsură ce temperatura crește din cauza diferitelor pierderi în timpul mișcării. Inelul O-ca etanșare alternativă, structură compactă și dimensiuni reduse pot reduce prețul componentelor.
Folosit în principal în:
1) În componentele hidraulice cu presiune joasă-, aceasta este în general limitată la o cursă scurtă și o presiune medie de aproximativ 10 MPa.
2) Supapă glisantă hidraulică cu diametru mic, cursă scurtă și presiune medie-.
3) Supapă glisantă pneumatică și cilindru pneumatic.
4) Ca elastomer într-un dispozitiv de etanșare alternativ combinat.
Inelul O-ca etanșare alternativă este cel mai potrivit pentru aplicații cu diametru mic, cursă scurtă, presiune medie și joasă, cilindru pneumatic, supapă glisantă pneumatică și alte componente alternative. În componentele hidraulice, inelul O-este folosit ca principală etanșare dinamică, care este în general limitată la cursă scurtă și la presiune medie și joasă de aproximativ 10MPa.
Inelele O-nu sunt potrivite pentru utilizare ca etanșări alternative cu viteză foarte mică-și doar ca etanșări alternative de-înaltă presiune. Acest lucru se datorează în principal faptului că frecarea în această condiție este mare, ceea ce va duce la defectarea prematură a etanșării. În orice tip de aplicație, este necesar să se utilizeze în funcție de datele nominale sau capacitatea sigiliului și să se monteze corespunzător pentru a obține performanțe satisfăcătoare.
3. Garnitură pentru mișcare de rotație
În etanșările cu mișcare rotativă, se folosește de obicei ulei
Etanșare și etanșare mecanică. Cu toate acestea, presiunea etanșării de ulei este scăzută și, în comparație cu inelul O-, este prea mare și complex, iar procesul este slab. Deși etanșările mecanice pot fi utilizate pentru presiune înaltă (40MPa), viteză mare (50 m/s) și temperatură ridicată (400 de grade), structura este mai complexă, uriașă, iar costul este ridicat și este potrivită numai pentru unele mașini și echipamente grele, cum ar fi industria petrolieră și chimică.
Principala problemă a inelelor O-pentru mișcarea de rotație este efectul termic Joule. Efectul termic Joule produce căldură de frecare la contactul dintre arborele rotativ cu viteză mare-și inelul O-, iar căldura generată face ca temperatura acestor părți de contact să crească continuu, iar materialul cauciuc este serios deformat de căldură, iar compresia și alungirea se modifică. Încălzirea accelerează, de asemenea, îmbătrânirea materialelor de etanșare și reduce durata de viață a inelelor O-; deteriorează pelicula de ulei de etanșare, ducând la fenomenul de tăiere-de ulei și accelerează uzura garniturii.
Pe baza situației de mai sus, inelele O-au fost studiate pe larg și profund în ultimii ani. Pentru a evita efectul termic Joule, cheia este să selectați corect parametrii structurali ai inelului O-de proiectare în funcție de performanța cauciucului, în principal rezistența la tracțiune și rata de compresie a inelului O-. Conform experimentului, inelul O-este proiectat să aibă un diametru interior egal cu sau puțin mai mare decât diametrul arborelui rotativ, în general 3%~5%. La instalarea inelului O-, acesta este comprimat din direcția radială interioară, iar compresia secțiunii este, de asemenea, proiectată să fie mai mică, în general aproximativ 5%. În plus, încercați să utilizați materiale de etanșare care sunt mai puțin afectate de căldură și luați în considerare pe deplin problema disipării căldurii la instalarea inelului O-. În acest fel, starea de lucru a inelului O-este mult îmbunătățită și poate fi aplicată la etanșarea arborelui rotativ cu o viteză maximă de 4m/s.
În ultimii ani, a existat cauciuc fluor-rezistent la căldură și cauciuc poliuretan-rezistent la uzură, iar efectul termic Joule al componentelor din cauciuc este mai bine înțeles. Și pentru a soluționa această problemă, a fost proiectată o nouă structură de etanșare a inelului O-, astfel încât inelul O-să poată fi aplicat mai bine și mișcări de rotație de-înaltă viteză și presiune înaltă-.
Datorită dimensiunilor sale mici, structurii simple, costurilor reduse, performanței bune a procesului și gamei largi de aplicații, inelul O-este utilizat pe scară largă în dispozitivele rotative de etanșare.
