Уплотнения O-RING

Уплотнения O-ring – самостоятельные уплотнительные элементы, эффект уплотнения достигается за счет деформации круглого профиля изделия. Размер деформации о-ринга зависит от глубины канавки – посадочного места для уплотнителя. Сила сжатия из-за этой деформации при гидроударе соединяется с давлением в системе: чем выше рабочее давление, тем больше суммарное уплотняющее давление. Используются как динамические уплотнительные элементы для устранения зазоров в пневматических и гидравлических топливных и смазочных устройствах различных машин и механизмов. О-ринги позволяют упростить или уменьшить габариты конструкции, их не нужно затягивать или подтягивать, как другие типы уплотнений, сбои из-за неправильного монтажа о-рингов невозможны.

Под давлением уплотнительное кольцо прижимается в противоположной стенке канавки. Уплотнительный зазор должен быть минимальным, так как О-ринг не должен в нем располагаться, особенно при высоком/переменном рабочем давлении, иначе кольцо будет вдавлено в щель и быстро разрушится.

О-ринги меньшей толщины вдавливаются в щель сильнее, чем уплотнители с большей толщиной при одинаковых условиях эксплуатации, в частности размерах ширины зазора. Чтобы этого не произошло, следует выбирать кольцо максимально возможной толщины внешнего диаметра. Если выбрать уплотнительное кольцо из твердого материала или средней твердости в комбинации с опорным кольцом, можно ограничить вдавливание изделия в уплотнительный зазор.

Размер, длительность деформации, рабочее давление и твердость кольца влияют на остаточную деформацию: чем тверже материал, из которого сделан O-Ring, тем остаточная деформация выше. У канавки для посадки O-Ring должны быть проточки прямоугольной формы, чтобы давление жидкости беспрепятственно воздействовало на уплотнитель.

Определение размеров уплотнения

Размеры уплотнительного элемента должны соответствовать основным параметрам узлов и агрегатов, в которые они устанавливаются. Для определения размеров уплотнения круглого сечения, соответствующих международному стандарту DIN 3771, определяют:

• внутренний диаметр кольца;
• сечение.

При выборе изделий следует учитывать, что кольца, изготовленные по международным и российским стандартам с маркировкой, которая начинается с одной и той же цифры, не совпадут по внутреннему диаметру. Так как по ГОСТ измеряется диаметр штока, а по DIN - внутренний диаметр О-ринга.

Следует выбирать размер O-Ring с максимально возможной толщиной, в этом случае гарантировано лучшее уплотнение за счет большей поверхности контакта, меньше остаточная деформация и износ, а значит, уплотнительный элемент прослужит дольше.

Размер круглых уплотнительных изделий определяется внутренним диаметром ID(d1) и поперечным CS (d2), кольца производят с d2 от 1,0 до 10 мм, d1 до 810 мм.

Внутренний диаметр О-ринга выбирают, исходя из следующих условий:

• для кольца, уплотняющего снаружи, внутренний диаметр должен совпадать с диаметром канавки или быть меньше;
• для кольца, уплотняющего изнутри, внутренний диаметр должен быть одинаковый или больше по сравнению с диаметром канавки.

Лучшая коррекция производственных погрешностей металлических узлов достигается при правильном подборе размера уплотнителя круглого сечения.

Применение колец разного сечения

Уплотнительные кольца используют для подвижных и неподвижных соединений. по ферме сечения они бывают:

• круглыми, круглый профиль создает точечную нагрузку при более низкой сжимающей силе, что создает эффективное уплотнение между поверхностью и объемным эластомером;
• квадратного (прямоугольного) сечения перекрывают большие поверхностные дефекты, так как соприкасаются с поверхностью всей шириной;
• Х-образного сечения часто используют в подвижных соединениях, так как они уменьшают трение, противостоят скручиванию.

Круглые кольца используют для создания герметичности в частях механизмов в гидравлических системах: на валах, гидроцилиндрах, форсунках, полипропиленовых и металлопластиковых трубах, в двигателях и т. д. Наборы уплотнительных колец O-ring можно укомплектовать кольцами разных сечений.

Производство

Уплотнительные элементы круглого сечения производят:

• методом экструзии или литья под воздействием давления;
• прессованием или трансферным формованием.

Пресс-форма для производства О-рингов состоит из двух частей. Материал, из которого изготавливают кольца, сдавливается между двумя секциями, для каждого диаметра уплотнителей используются отдельные формы. Для производства O-ring можно использовать сращенные или вулканизированные заготовки из эластомерного шнура, в этом случае пресс-форма не требуется.

При изготовлении используют силикон, неопрен, нитрил, перфторированный каучук FKM, гидрированный каучук NBR, этиленпропиленовый каучук EPDM, FKM или EPDM с инкапсуляцией в FEP, фторкаучук Viton®. Уплотнения из этих материалов могут использоваться в пищевой фармацевтической промышленности. Краткие характеристики материалов даны в таблице ниже.

Монтаж

• С изделия удаляют все загрязнения, чтобы избежать его механических повреждений.
• Монтажную поверхность и уплотнение обрабатывают смазкой.
• Чтобы сделать уплотнитель из эластомера более податливым и удобным для монтажа, его можно нагреть в воде до t +80C.
• Круглые кольца не растягивать до предела расширения, они не должны скручиваться при щелчке в канавке.
• Растягивание О-ринга более, чем на 5% приведет к потере сжатия.
• Сборочные инструменты должны быть без острых краев и сделаны из мягкого материала.
• При монтаже через резьбовое соединение используют защитную оправку.