Cum funcționează inelele O
Dec 12, 2020
Cum funcționează inelele O
Inelul O este unul dintre cele mai simple și mai frecvente tipuri de etanșări pentru o gamă largă de aplicații statice și dinamice. Proiectarea canelurii inelului O este relativ simplă - o etanșare economică și fiabilă se obține urmând regulile formei canelurii dezvoltate. Tendința inelului O de a reveni la forma inițială atunci când secțiunea transversală este comprimată este motivul de bază pentru inelul O de a face o etanșare bună.
Practic, o etanșare inelară constă dintr-o secțiune circulară elastică într-o canelură proiectată a inelului, asigurând o compresie inițială.
Forța necesară pentru un inel O comprimat este rezultatul durității și al diametrului secțiunii transversale. Tensiunea inelului O trece printr-o secțiune transversală redusă, ceea ce reduce potențialul de compresie a etanșării etanșării inelului O.
Elasticitatea naturală a compușilor din cauciuc asigură o etanșare la presiune zero sau foarte scăzută. Performanța de etanșare poate fi îmbunătățită prin creșterea extrudării radiale. Această creștere a extrudării poate avea un efect advers al etanșării dinamice de presiune mai mare.
Extrudarea radială asigură frecare între inelul O și canelura care îl menține în poziție. Conceput să se deformeze, compusul din cauciuc curge în sus în golul de extrudare, etanșându-l complet împotriva scurgerilor până când presiunea aplicată este suficientă pentru a depăși fricțiunea și deformarea inelului O în golul de extrudare mic (presupunând că cauciucul și-a atins limita de debit sub presiune, creșterea suplimentară a forței va duce la eșec prin forfecare sau extrudare).
Șanțul este proiectat pentru a oferi o forță inițială pe un arbore între 7% și 30% la procentul de etanșare. Această forță de compresie este de obicei perpendiculară pe domeniul forței aplicate. Există un volum liber de sloturi pe alte axe.
Când se aplică presiune, inelul O se deplasează spre partea de presiune scăzută a canelurii. Presiunea de etanșare este transferată pe suprafața de etanșat, care este de fapt mai mare decât presiunea fluidului exercitată cu o cantitate egală cu presiunea de interferență inițială.
Măriți tensiunea de interferență dintre garnitură și suprafața de împerechere cauzată de presiunea aplicată. Deși această situație există încă, inelul O va continua să se propage în mod normal și fiabil până la sute de kilograme de forță, presupunând că inelul O este selectat la dimensiunea corectă, iar canelura este prelucrată la dimensiunea adecvată.
Odată cu creșterea presiunii, deformarea inelului va fi exagerată și, în cele din urmă, va strânge partea inelului la golul de extrudare. Dacă jocul de extrudare este prea mare, atunci etanșarea care este complet extrudată de presiune înaltă va eșua.
Când presiunea este eliberată asupra compusului din cauciuc, elasticitatea unui inel O revine la forma sa naturală, pregătindu-se pentru un ciclu similar.
Aceste materiale, la temperatura lor normală de funcționare, sunt aproape imposibil de comprimat și au un modul elastic foarte scăzut. Forma lor poate fi modificată (nu volumul lor), iar strângerea radială aplicată va avea ca rezultat o creștere a lungimii etanșării peste canelură.
Această creștere va fi mai mare ca urmare a cauciucului expandat și încălzit datorită compatibilității fluidului de etanșare și a materialului. Rezervorul trebuie să fie dimensionat corespunzător pentru a permite expansiunea maximă a compusului din cauciuc sau componenta va dezvolta solicitări foarte mari.
Când se aplică o forță suficientă, inelul O se va deplasa spre partea de presiune scăzută până la suprafața sa de contact a canelurii. O presiune sau o forță suplimentară va strânge inelul O deformat spre spațiu. Inelul O va fi deformat inițial la un" d" formă. Această deformare mărește secțiunea transversală inițială a suprafeței de contact a suprafeței cu 70% - 80%. Suprafața de contact a suprafeței inelului O sub presiune ridicată este de aproximativ două ori mai mare decât geometria inițială la presiune zero.
Posibilitatea de etanșare a extruziunii nu se limitează la aplicații dinamice. În aplicații axiale statice, tensiunea șurubului de asamblare sub presiune ridicată poate deschide spațiul de extrudare suficient pentru a permite scurgerea.
Limita de presiune internă este determinată de jocul și duritatea inelului de etanșare (unele date sunt prezentate în figura de mai sus). În practică, golurile sunt de obicei specificate pentru o anumită dimensiune și aplicație a inelului. Dacă lucrați la temperaturi scăzute, poate fi necesar să reduceți adâncimea glandei pentru a compensa contracția inelului și pentru a asigura strângerea necesară a dimensiunii contracției.
La această temperatură, la celălalt capăt al balanței, poate fi de dorit să se mărească ușor adâncimea canelurii pentru a evita excesul inelului la temperatura de funcționare. Acest efect poate fi semnificativ la temperaturi extreme, deoarece coeficientul de dilatare termică a elastomerilor este mai mare decât cel al metalelor.