O-kroužek, označovaný jako O-kroužek, je pryžový kroužek s kruhovým průřezem-. O-kroužek je nejrozšířenějším těsněním v hydraulických a pneumatických systémech.
O-kroužek má dobré těsnící vlastnosti, lze jej použít pro statické těsnění, lze jej také použít pro těsnění s vratným pohybem; Nejen, že může být použit samostatně, ale je také základní součástí mnoha kombinovaných těsnicích zařízení. Má širokou škálu aplikací. Pokud je materiál správně vybrán, může splňovat požadavky různých podmínek pohybu a pracovní tlak může být od 1,333 × 10 ^ 5 Pa vakua do vysokého tlaku 400 MPa; Teplotní rozsah je od -60 stupňů do 200 stupňů.
Ve srovnání s jinými typy těsnění má O-kroužek následující vlastnosti:
1) Malá velikost konstrukce, pohodlná instalace a demontáž.
2) Lze použít statické a dynamické těsnění a při použití jako statické těsnění nedochází téměř k žádnému úniku.
3) Použití jednoho O-kroužku poskytuje obou-těsnicí účinek.
4) Odpor dynamického tření je malý.
5) Nízká cena.
O-kroužek je vytlačovací těsnění; základním pracovním principem vytlačovaného těsnění je spoléhat se na pružnou deformaci těsnění, což způsobuje kontaktní tlak na kontaktní povrch těsnění. Kontaktní tlak je větší než vnitřní tlak utěsněného média a nedochází k úniku a naopak. Při použití pro statické těsnění a dynamické těsnění jsou příčina a způsob výpočtu kontaktního tlaku těsnícího kontaktního povrchu odlišné a je třeba je vysvětlit samostatně.
1. Princip těsnění pro statické těsnění
O-kroužek je nejrozšířenější při statickém těsnění. Pokud je O-kroužek správně navržen a používán, může dosáhnout absolutního utěsnění bez úniku statického těsnění.
Po vložení O-kroužku do těsnicí drážky je jeho část vystavena kontaktnímu tlakovému namáhání, které způsobí pružnou deformaci.
Na kontaktní ploše se vytváří určitý počáteční kontaktní tlak Po. I když není střední tlak nebo je tlak velmi malý, O-kroužek může být utěsněn vlastní elastickou silou; Když je do dutiny naplněno tlakovým médiem, působením středního tlaku se těsnící kroužek ve tvaru O- posune a přesune na nízkotlakou stranu, přičemž se dále zvětšuje jeho elastická deformace a plnicí a těsnící mezera δ. V tomto okamžiku kontaktní tlak na spojovací ploše těsnící dvojice stoupne na Pm:
Pm=Po+Pp
Ve vzorci Pp -- kontaktní tlak (0,1 MPa) přenášený na kontaktní plochu přes O-kroužek
Pp=K*P
K - koeficient přenosu tlaku, pro pryžový O-kroužek, K=1;
P -- Tlak uzavřené kapaliny (0,1 MPa).
Thus, greatly increases the sealing effect. Since generally K≥1, Pm>P. Je vidět, že pokud je v O-kroužku počáteční tlak, lze dosáhnout absolutního utěsnění bez úniku. To závisí na tlaku samotného média, aby se změnil stav kontaktu O-kroužku, aby se dosáhlo povahy těsnění, které se nazývá samotěsnění.
Teoreticky, i když je kompresní deformace nulová, může být pod tlakem oleje utěsněn, ale v praxi může být O-kroužek při instalaci excentrický. Proto po vložení O-kroužku do těsnicí drážky je jeho průřez obecně vystaven 7%{8}}30% deformaci v tlaku. Statické těsnění má vyšší hodnotu kompresního poměru a dynamické těsnění má nižší hodnotu kompresního poměru. Je to proto, že syntetický kaučuk je stlačován při nízkých teplotách, takže množství statického těsnicího O-kroužku před stlačením by mělo být zváženo, aby se kompenzovalo jeho smrštění při nízké teplotě.
2. Princip těsnění pro těsnění s vratným pohybem
V hydraulické rotaci, pneumatických součástech a systémech je vratné těsnění jedním z nejběžnějších požadavků na těsnění. Vratná těsnění se používají na písty a bloky válců silových válců, hlavy válců pro zásah pístů a všechny typy šoupátkových ventilů. Mezera je tvořena válcovou tyčí a válcovým otvorem a tyč se ve válcovém otvoru pohybuje axiálně. Těsnicí účinek omezuje axiální únik kapaliny.
Při použití jako těsnění s vratným pohybem je před{0}}těsnící účinek a samo{1}}těsnící účinek O-kroužku stejný jako u statického těsnění a díky elasticitě samotného O-kroužku se může po opotřebení automaticky kompenzovat. Když je však kapalné médium utěsněno, je situace komplikovanější než u statického těsnění kvůli rychlosti pohybu tyče, tlaku kapaliny a viskozitě.
Když je kapalina pod tlakem, molekuly kapaliny interagují s kovovým povrchem a polární molekuly obsažené v oleji jsou těsně a úhledně uspořádány na kovovém povrchu, vytvářejí silný olejový film mezní vrstvy mezi kluzným povrchem a těsněním a vytvářejí velkou adhezi ke kluznému povrchu. Kapalný film vždy existuje mezi těsněním a povrchem vratného pohybu; hraje také určitou těsnící roli a mazání pohyblivé těsnicí plochy je velmi důležité.
Ale je to špatné pro únik. Při vytahování vratného hřídele se však film kapaliny na hřídeli vytahuje společně s hřídelí. V důsledku stírání těsnění, když je vratný hřídel zatažen, je film kapaliny blokován těsnicím prvkem, aby zůstal venku. S nárůstem počtu vratných zdvihů je venku blokováno více kapaliny a konečně tvorba kapiček oleje, což je netěsnost vratného těsnicího zařízení. Protože viskozita hydraulického oleje klesá s rostoucí teplotou a tloušťka olejového filmu se odpovídajícím způsobem snižuje, únik na začátku pohybu je větší, když je hydraulické zařízení spuštěno při nízké teplotě, a únik má tendenci se postupně snižovat, jak teplota stoupá v důsledku různých ztrát během pohybu. O-kroužek jako vratné těsnění, kompaktní konstrukce a malá velikost mohou snížit cenu součástí.
Používá se hlavně v:
1) U nízkotlakých{1}}hydraulických komponent je obecně omezen na krátký zdvih a střední tlak asi 10 MPa.
2) Malý průměr, krátký zdvih a středotlaký-hydraulický šoupátkový ventil.
3) Pneumatický šoupátko a pneumatický válec.
4) Jako elastomer v kombinovaném vratně se pohybujícím těsnicím zařízení.
O-kroužek jako vratné těsnění je nejvhodnější pro aplikace s malým průměrem, krátkým zdvihem, středním a nízkým tlakem, pneumatickým válcem, pneumatickým šoupátkem a dalšími komponenty s vratným pohybem. V hydraulických součástech se O-kroužek používá jako hlavní dynamické těsnění, které je obecně omezeno na krátký zdvih a střední a nízký tlak asi 10 MPa.
O-kroužky nejsou vhodné pro použití jako samohybná-těsnění s velmi nízkou rychlostí a jako vysokotlaká-těsnění s vratným pohybem. Je to hlavně proto, že tření za těchto podmínek je velké, což povede k předčasnému selhání těsnění. V každém typu aplikace je nutné použít podle jmenovitých údajů nebo kapacity těsnění a správně sestavit, aby bylo dosaženo uspokojivého výkonu.
3. Těsnění pro rotační pohyb
U těsnění s rotačním pohybem se obvykle používá olej
Těsnění a mechanické těsnění. Tlak olejového těsnění je však nízký a ve srovnání s O-kroužkem je příliš velký a složitý a proces je špatný. Ačkoli mechanické těsnění lze použít pro vysoký tlak (40 MPa), vysokou rychlost (50 m/s) a vysokou teplotu (400 stupňů), struktura je složitější, obrovská a cena je vysoká a je vhodná pouze pro některé těžké stroje a zařízení, jako je ropný a chemický průmysl.
Hlavním problémem O-kroužků pro rotační pohyb je Jouleův tepelný efekt. Jouleův tepelný efekt vytváří třecí teplo na kontaktu mezi vysokorychlostním rotujícím hřídelem a O-kroužkem a generované teplo neustále zvyšuje teplotu těchto kontaktních částí a pryžový materiál je teplem vážně deformován a komprese a prodloužení se mění. Zahřívání také urychluje stárnutí těsnicích materiálů a snižuje životnost O-kroužků; poškozuje těsnící olejový film, což má za následek jev-odříznutí oleje a urychluje opotřebení těsnění.
Na základě výše uvedené situace byly O-kroužky v posledních letech rozsáhle a hluboce studovány. Abyste se vyhnuli Jouleovu tepelnému efektu, je klíčové správně vybrat konstrukční parametry konstrukčního O-kroužku podle výkonu pryže, zejména pevnosti v tahu a rychlosti stlačení O-kroužku. Podle experimentu je O-kroužek navržen tak, aby měl vnitřní průměr stejný nebo mírně větší než průměr rotujícího hřídele, obecně 3%~5%. Při instalaci O-kroužku je stlačován z vnitřního radiálního směru a stlačení sekce je také navrženo tak, aby bylo menší, obecně asi 5 %. Kromě toho zkuste použít těsnicí materiály, které jsou méně ovlivněny teplem, a plně zvažte problém rozptylu tepla při instalaci O-kroužku. Tímto způsobem se výrazně zlepší pracovní stav O-kroužku a lze jej aplikovat na těsnění rotujícího hřídele s maximální rychlostí 4 m/s.
V posledních letech se objevily tepelně-odolné fluorové pryže a otěru{1}}odolné polyuretanové pryže a Jouleův tepelný efekt pryžových součástí je lépe pochopen. A k vyřešení tohoto problému byla navržena nová těsnící struktura O-kroužku, aby bylo možné O-kroužek lépe aplikovat a provádět vysoko-rychlostní a vysokotlaké rotační pohyby.
O-kroužek je díky své malé velikosti, jednoduché struktuře, nízké ceně, dobré výkonnosti procesu a širokému rozsahu použití široce používán v rotačních těsnicích zařízeních.
