Кольцо уплотнителя резинового кольца типа O, именуемое кольцом типа O, представляет собой резиновое кольцо с круглым сечением.  Кольцо типа O является одним из наиболее широко используемых уплотнений в гидравлических и пневматических системах.  Кольцо типа O имеет хорошие герметичные свойства, как для статического уплотнения, так и для динамического уплотнения;  Он не только может использоваться отдельно, но и является основным компонентом многих комбинированных уплотнений.  Он имеет широкий диапазон использования и при правильном выборе материала может соответствовать требованиям различных сред и различных условий движения. 

 Кольцо типа O - это экструзионное уплотнение, основной принцип работы экструзионного уплотнения заключается в том, чтобы полагаться на уплотнение для эластичной деформации, вызывая контактное давление на герметичной контактной поверхности, контактное давление больше, чем внутреннее давление герметичной среды, тогда утечка не происходит, и наоборот. 

 Принципы проектирования уплотнения O - образного кольца 

 1) Коэффициент сжатия 

 Скорость сжатия W обычно выражается следующим образом: 

 W = (do - h) / do% 

 DO - диаметр сечения O - образного кольца в свободном состоянии (мм) 

 h - расстояние между днищем O - образного кольца и герметизированной поверхностью, т.е. высота сечения (мм) после сжатия O - образного кольца. 

 При выборе скорости сжатия O - образного кольца следует учитывать следующие три аспекта: 

 А. Требуется достаточная герметичная контактная площадь. 

 b. Минимальное трение 

 с. По возможности избегайте постоянной деформации. 

 Из этих факторов нетрудно понять, что между ними существуют противоречия.  Высокая скорость сжатия обеспечивает большое контактное давление, но чрезмерная скорость сжатия, несомненно, увеличивает трение скольжения и постоянную деформацию.  Слишком малая скорость сжатия может вызвать утечку из - за коаксиальной ошибки уплотнения канавки и ошибки O - образного кольца, которые не соответствуют требованиям и исчезают из части сжатия.  Поэтому при выборе скорости сжатия O - образного круга необходимо взвесить один аспект фактора.  Общая скорость сжатия статического уплотнения больше, чем динамическое уплотнение, но его экстремальное значение должно быть менее 30% (и связано с резиновым материалом), в противном случае напряжение сжатия значительно ослаблено, будет генерировать чрезмерную постоянную деформацию, особенно в высокотемпературных условиях. 

 При выборе скоростей сжатия уплотнения O - образного кольца W следует учитывать условия использования, статическое или динамическое уплотнение;  Статическое уплотнение можно разделить на радиальное и осевое уплотнения;  Разрыв утечки в радиальном уплотнении (или цилиндрическом статическом уплотнении) - это радиальный зазор, а зазор утечки в осевом уплотнении (или плоском статическом уплотнении) - осевой зазор.  Осевое уплотнение в зависимости от того, действует ли среда давления на внутренний или внешний диаметр O - образного кольца, делится на внутреннее и внешнее давление в двух случаях, увеличение внутреннего давления на растяжение, внешнее давление уменьшает начальное растяжение O - образного кольца.  Вышеупомянутые различные формы статического уплотнения, уплотняющая среда на O - образном кольце работает в разных направлениях, поэтому конструкция предварительного давления также различна.  Для динамического уплотнения проводится различие между возвратно - поступательным или вращающимся уплотнением. 

 Статическое уплотнение: цилиндрическое статическое уплотнение, как и возвратно - поступательное уплотнение, обычно берет W = 10% - 15%;  Плоское уплотнение принимает W = 15% - 30%. 

 2. Для динамического уплотнения можно выделить три случая: 

 a. возвратно - поступательное уплотнение движения обычно принимает W = 10% - 15%. 

 b. При выборе коэффициента сжатия при вращательном движении уплотнение должно учитывать тепловой эффект Джоуля, и, как правило, внутренний диаметр O - образного кольца для вращательного движения на 3% больше диаметра оси - 5%, а коэффициент сжатия наружного диаметра W = 3% - 8%. 

 c. O - образные кольца для движения при низком трении, как правило, выбирают меньшую скорость сжатия, то есть W = 5% - 8%, чтобы уменьшить сопротивление трению.  Кроме того, следует учитывать расширение резинового материала, вызванное средой и температурой.  Как правило, в дополнение к заданной деформации сжатия, допустимая максимальная скорость расширения составляет 15%, за пределами этого диапазона, чтобы показать, что материал не подходит для выбора, следует переключиться на O - образное кольцо другого материала или изменить заданную скорость деформации сжатия.  Конкретные значения деформации сжатия, как правило, каждая страна устанавливает стандарты или дает рекомендуемые значения на основе своего собственного опыта использования. 

 2) Растяжка 

 После того, как o - образное кольцо загружается в герметичную канавку, оно, как правило, имеет определенное количество растяжения.  В отличие от скорости сжатия, размер растяжения также оказывает большое влияние на герметичность и срок службы O - образного кольца.  Большое растяжение может не только вызвать трудности с установкой O - образного кольца, но и снизить скорость сжатия из - за изменения диаметра поперечного сечения do, что приводит к утечке.  Растяжка  α  Можно представить следующим образом: 

 α=  (d + do) / (d1 + do) 

 Формула 

 d - диаметр оси (мм); 

 d1 - внутренний диаметр O - образного кольца (мм); 

 do - диаметр сечения O - образного кольца (мм). 

 3) Ширина контакта 

 После того, как o - образное кольцо загружается в герметичную канавку, его поперечное сечение создает деформацию сжатия.  Ширина деформации и ширина контакта с осью зависят от герметичности и срока службы O - образного кольца, значение которого слишком мало, чтобы повлиять на герметичность;  Слишком большой увеличивает трение, создает тепло трения, влияет на срок службы O - образного круга. 

 Ширина BO (mm) после деформации O - образного кольца зависит от скорости сжатия W и диаметра сечения DO O - образного кольца и может быть рассчитана следующим образом 

 BO = {1 / (1 - W) - 0.6W} dO (W берет 10% - 40%) 

 Ширина контактной поверхности o - образного кольца с осью b (mm) также зависит от W и dO: 

 b = (4W2 + 0,34W + 0,31) dO (W берет 10% - 40%) 

 Для O - образного кольцевого уплотнения с более высоким ограничением трения, такого как пневматическое уплотнение, герметизация гидравлического сервоуправляющего элемента, можно оценить трение. 

 2 Дизайн О - образного кольца 

 Подавляющее большинство О - образных колец изготовлено из синтетического каучукового материала.  Размеры O - образного кольца синтетического каучука определяются международными стандартами (ISO 3601 / 1), национальными стандартами и организационными стандартами.  Например, некоторые страны делят серию размеров O - образного кольца на четыре серии: P - Series (для спортивных целей), G - Series (для стационарных целей), V - Series (для вакуумных целей) и ISO Series (для общих промышленных целей). 

 Внутренний диаметр, диаметр сечения и допуски O - образного кольца в нашей стране определены GB / T34542.1 - 1992. 

 Надежность уплотнения в основном зависит от сжатия O - образного кольца.  В общем, это сжатие очень мало, всего от дюжины микрон до десятков микрон, что требует высокой точности допусков на размер O - образного кольца.  Таким образом, O - образное кольцо должно быть обработано с использованием высокоточной формы, в то время как скорость усадки материала O - образного кольца должна быть точно освоена в качестве основы для проектирования.  Как правило, скорость сужения O - образного круга может быть получена только путем измерения.  Следует отметить, что: 

 1) Скорость сужения сечения О - образного кольца очень мала и, как правило, не учитывается.  Рассматривается только в том случае, если диаметр его сечения превышает 8 мм. 

 2) При определенных условиях формулы и процесса скорость сужения O - образного кольца уменьшается с увеличением твердости материала, а также с уменьшением его внутреннего диаметра.  О - образные кольца со средней твердостью (HS75 ± 5) и средним размером (внутренний диаметр d = 40 - 70 мм) сжимаются примерно на 1,5%. 

 Как правило, в случае статического уплотнения можно выбрать уплотнительное кольцо меньшего сечения;  В случае динамического уплотнения следует выбрать уплотнительное кольцо с большим сечением.  Как правило, при более высоком давлении и большем зазоре следует выбирать материал с более высокой твердостью;  Также можно выбрать материал общей твердости, а затем установить кольцо из тетрафторэтилена. 

 3. О - образное уплотнительное кольцо, конструкция канавки уплотнения 

 Сжатие и растяжение O - образного уплотнительного кольца гарантируются размером уплотнительной канавки. После выбора O - образного уплотнительного кольца его сжатие, растяжение и рабочее состояние определяются канавкой, поэтому конструкция и выбор канавки оказывают большое влияние на герметичность и срок службы уплотнения, конструкция канавки является основным содержанием конструкции уплотнения O - образного кольца. 

 Конструкция герметичной канавки включает в себя определение формы, размера, точности и грубости поверхности канавки, динамическое уплотнение, а также определение относительного промежутка движения.  Принцип проектирования канавки: легко обрабатывать, разумный размер, точность легко гарантировать, O - образное кольцо легче установить и разобрать.  Обычные пазы имеют прямоугольную форму. 

 1) Форма канавки 

 Прямоугольная канавка - это форма канавки, наиболее используемая гидравлическим газом с O - образным уплотнением.  Преимущество этой канавки заключается в том, что она легко обрабатывается и обеспечивает необходимое сжатие O - образного уплотнительного кольца.  В дополнение к прямоугольным канавкам есть V - образные, полукруглые, ласточкиные хвосты и треугольники. 

 Треугольное сечение канавки представляет собой равносторонний прямоугольный треугольник с прямым углом M.  Площадь сечения примерно в 1,05 - 1,10 раза больше площади сечения O - образного кольца.  Треугольные канавочные уплотнения используются в Великобритании, США, Японии и других странах.  Принцип проектирования заключается в том, что номинальный размер внутреннего диаметра O - образного уплотнительного кольца равен. 

 Герметичная канавка может быть открыта на оси или на отверстии;  Осевое уплотнение открывает канавку на плоскости. 

 2) Конструкция ширины желоба 

 Параметры размера уплотнительной канавки зависят от параметров размера O - образного уплотнительного кольца. 

 Размер канавки может быть рассчитан по объему и обычно требует, чтобы размер прямоугольной канавки был примерно на 15% больше, чем размер O - образного кольца.  Это потому, что: 

 A.O - образное кольцо, загруженное в канаву, выдерживает 3 - 30% сжатия, а сам резиновый материал не может быть сжат, поэтому должно быть место для деформированной части O - образного кольца. 

 b. В O - образном кольце, находящемся в масляной жидкости, в дополнение к расширению резинового материала, которое может быть вызвано пропиткой масляной жидкости, может также наблюдаться расширение резинового материала по мере повышения рабочей температуры жидкости.  Таким образом, канавы должны иметь определенный запас. 

 c. В состоянии движения адаптируется к незначительным явлениям прокрутки, которые могут возникать при O - образном кольце.  Считается, что после сборки необходимо иметь соответствующий зазор между o - образным уплотнительным кольцом и стенкой канавки.  Но этот зазор не может быть слишком большим, иначе под действием переменного давления он превратится во вредный "люфт" и увеличит износ О - образного круга. 

 Лоза не должна быть слишком узкой, если сечение o - образного кольца заполнено сечением канавки, то сопротивление трению при движении будет особенно большим, O - образное кольцо не может прокрутиться, вызывая при этом серьезный износ.  Лоза также не должна быть слишком широкой, потому что при слишком широкой канавке O - образное кольцо имеет большой диапазон плавания и легко изнашивается.  В частности, при статическом уплотнении, если рабочее давление пульсирует, то статическое уплотнение не будет статическим, и оно будет плавать с той же частотой пульсации в неподходящей широкой канавке с аномальным износом, так что O - образное кольцо быстро выходит из строя. 

 Площадь сечения O - образного кольца должна составлять не менее 85% площади сечения прямоугольной канавки, а ширина канавки должна превышать максимальный диаметр O - образного кольца после деформации при сжатии.  Во многих случаях ширина канавки гарантируется в 1,1 - 1,5 раза диаметром сечения О - образного кольца.  Когда внутреннее давление очень высокое, необходимо использовать предохранительное кольцо, тогда ширина канавки должна быть соответственно увеличена. 

 Режим работы различен, радиальное или осевое уплотнение, динамическое или статическое уплотнение, гидравлическое или пневматическое уплотнение, размер уплотнения канавки различен.  Серия размеров уплотнительного кольца и уплотнительной канавки в соответствии с национальным стандартом GB / T3452.3 - 1988 также может быть рассчитана в соответствии с требованиями к сжатию и растяжению уплотнительного кольца. 

 3) Дизайн глубины желоба 

 Глубина канавки в основном зависит от скорости сжатия, требуемой O - образным уплотнительным кольцом, а глубина канавки плюс зазор должны быть по крайней мере меньше диаметра сечения O - образного кольца в свободном состоянии, чтобы обеспечить деформацию сжатия O - образного кольца, необходимого для уплотнения. 

 деформация при сжатии O - образного кольца  δ’   Сжатая деформация на внешнем диаметре  δ’’   Состав, т.е.  δ=δ’+δ’’。  А  δ’=δ’’  Когда центр сечения O - образного кольца совпадает с центром сечения желоба, окружность двух центральных кругов равна, что указывает на то, что O - образное кольцо не растягивается при установке.  Если  δ’>δ’’，  Если окружность центральной окружности поперечного сечения o - образного кольца меньше окружности центральной окружности желоба, это указывает на то, что o - образное кольцо установлено в желобе на растяжение;  А  δ’<δ’’，  Если окружность центрального круга сечения o - образного кольца больше, чем окружность центрального круга сечения канавки, в это время o - образное кольцо сжимается в периметре, и при демонтаже O - образное кольцо будет иметь явление отскока. 

 При проектировании глубины канавки следует сначала определить способ использования O - образного кольца, а затем выбрать разумную скорость деформации сжатия. 

 4) Конструкция отверстий и углов дна желобов 

 Круг на внешнем отверстии канавки предназначен для предотвращения царапин при сборке o - образного кольца.  Обычно используется меньший радиус закругления, т. е. r = 0,1 - 0,2 мм.  Это позволяет избежать образования острых лезвий там, а O - образное кольцо не боится вытеснения зазора и стабилизирует лобовое кольцо. 

 Круглые углы на дне канавки в основном предназначены для того, чтобы избежать концентрации напряжений в этом месте.  Значение радиуса закругления, динамическая уплотнительная канавка желательна R = 0,3 - 1 мм, а статическая уплотнительная канавка желательна для половины диаметра сечения o - образного кольца, т. е. R = d / 2. 

 5) Разрыв 

 Между поршнем с возвратно - поступательным движением и стенкой цилиндра должен быть зазор, размер которого зависит от рабочего давления среды и твердости материала O - образного кольца.  Разрыв слишком мал, изготовление, обработка затруднена;  Разрыв слишком большой, и O - образное кольцо может быть втиснуто в зазор и повреждено.  Чем больше общее внутреннее давление, тем меньше зазор;  Чем больше твердость материала O - образного кольца, тем больше зазор.  Когда значение зазора находится в левом нижнем углу кривой, не происходит укуса зазора, то есть явления « экструзии». 

 Данное значение зазора имеет большое значение для точности изготовления деталей. 

 6) шероховатость стенок желоба 

 шероховатость поверхности герметичной канавки напрямую влияет на герметичность o - образного кольца и технологичность канавки.  Статическое уплотнение не движется во время работы с O - образным кольцом, поэтому шероховатость стенки канавки составляет ra = 6.3 - 3.2  μ  m, для возвратно - поступательного движения с O - образным кольцом, так как он часто катится в канавке, шероховатость стенки канавки и дна канавки должна быть ниже, требуется в ra = 1.60  μ  Менее m  O - образное кольцо для вращающегося движения обычно неподвижно в канавке, требуя шероховатости оси ra = 0,40  μ  М или полировка. 

 4 Блокирующее кольцо 

 При увеличении давления O - образное кольцо и лобовое кольцо сжимают друг друга.  Поскольку они являются эластомерами, они деформируются одновременно, и эта деформация сначала расширяется в их верхние и нижние углы, пока давление не превысит 10,5 МПа.  Эта деформация всегда проводилась между ними, не вызывая явления « вытеснения» на заднем кольце.  В зависимости от материала кольца и формы конструкции, степень повышения его несущей способности также различна.  Когда давление достаточно велико, блокирующее кольцо также создает явление « экструзии». 

 Рабочее давление может быть значительно увеличено после использования O - образного кольца.  Давление статического уплотнения может быть увеличено до 200 - 700 МПа;  Давление динамического уплотнения также может быть увеличено до 40 МПа.  Кольцо также помогает O - образному кольцу поддерживать хорошую смазку.  При одностороннем давлении используйте на несущей стороне упор;  При двустороннем давлении используются два затвора.  Для статического уплотнения, внутреннее давление ниже 32 МПа без предохранительного кольца, выше этого значения с помощью предохранительного кольца.  Хотя использование защитного кольца предотвращает « укус зазора» в O - образном кольце, оно увеличивает сопротивление трению уплотнителя. 

 Материалы для колец включают кожу, твердый каучук и тетрафторэтилен, а также нейлон 6 и нейлон 1010.  Чаще всего используется полифторэтилен.  Тетрафторэтилен в качестве защитного материала имеет следующие точки. 

 1) Высокая точность работы. 

 2) Высокая стойкость к химическим веществам, которая может быть использована практически во всех средах. 

 3) Отсутствие затвердевшего разрушения. 

 4) Широкий диапазон используемых температур. 

 5) Маленькое трение. 

 6) Отсутствие всасывания воды. 

 7) Не происходит старения при температуре 177°C и т.д. 

 5.Использование кольца типа О для установки и утечки 

 1) Использование круга типа О 

 Кольцо типа O широко используется в различных гидравлических, пневматических штуцерах, цилиндрических и фланцевых соединениях.  Для кольца типа O, используемого во время движения, если рабочее давление превышает 9,8 Мпа, например, при одностороннем давлении, на другой стороне кольца типа O, находящегося под давлением, устанавливается предохранительное кольцо;  При двухстороннем давлении по обеим сторонам кольца типа О устанавливается одно кольцо.  Чтобы уменьшить трение, можно также использовать клиновое кольцо.  Когда жидкость под давлением действует слева, правое кольцо выталкивается, а левое не контактирует с запечатанной поверхностью, поэтому трение уменьшается.  В целом, использование предохранительного кольца увеличивает трение уплотнения, а клиновое кольцо имеет большое значение для уменьшения этого трения.  Для фиксированного кольца типа O, когда рабочее давление превышает 32 Мпа, также необходимо использовать предохранительное кольцо. 

 2) Монтаж кольца типа О 

 Качество установки кольца типа O оказывает значительное влияние на его герметичность и срок службы.  Проблемы с утечкой часто возникают из - за плохой установки. 

 При установке не допускаются царапины и неправильная установка кольца типа О, а также искажение кольца типа О.  Перед сборкой герметичная канавка, герметичная поверхность посадки должна быть тщательно очищена;  В то же время смазка поверхности, которая должна пройти при сборке кольца типа О, наносится смазкой. 

 Чтобы оградить кольцо типа О от резких порезов или царапин, таких как острые края, такие как острые углы и резьбы при установке, угол ввода от 15º до 30º должен быть оставлен на конце оси и отверстия установки.  Когда кольцо типа О должно проходить через наружную резьбу, следует использовать специальную тонкостенную металлическую направляющую втулку, чтобы прикрепить наружную резьбу;  Если кольцо типа О проходит через отверстие, отверстие должно быть вылито в соответствующую наклонную форму, чтобы предотвратить царапины кольца типа О.  Угол наклона склона обычно составляет a = 120º - 140º