Kako delujejo O-obroči

Kako delujejo O-obroči

O-obroč je ena izmed najenostavnejših in najpogostejših vrst tesnjenj za širok spekter statičnih in dinamičnih aplikacij. Zasnova O-ring utora je razmeroma preprosta - ekonomiko in zanesljivo tesnjenje dobimo tako, da sledimo pravilom razvite oblike utora. Težnja O-obroča, da se vrne v prvotno obliko, ko je presek stisnjena, je osnovni razlog, da O-obroč naredi dober tesnjenje.

V bistvu je O-obročna tesna sestavljena iz elastičnega krožnega prerez v oblikovan O-ring utor, ki zagotavlja začetno stiskanje.

Sila, potrebna za stisnjeni O-obroč, je posledica trdote in premera prečka. Napetost O-obroča prehaja skozi zmanjšan prerez, kar zmanjšuje potencial stiskanja tesnjenja O-obroča.

Naravna elastičnost gumijastih spojin zagotavlja tesnil pri ničli ali zelo nizkem tlaku. Zmogljivost tesnjenja se lahko izboljša s povečanjem radialne ekstruzije. To povečanje ekstruzije ima lahko višji tlak dinamični tesnjenje neželeni učinek.

Radialna ekstruzija zagotavlja trenje med O-obročem in utorom, ki ga drži na mestu. Gumijasta spojina, pripravljena za deformacijo, teče navzgor v iztisni vrzel in jo popolnoma zatesni pred uhajanjem, dokler ne zadostuje uporabljen tlak za premagovanje trenja in deformacije O-obroča v majhno iztisno vrzel (ob predpostavki, da je guma dosegla svojo mejo pretoka pod pritiskom, bo nadaljnje povečanje v veljavi povzročilo okvaro s omejevanjem ali iztiskanjem).

Utor je namenjen zagotavljanju začetne sile čez gred med 7% in 30% na tesnem odstotku. Ta sila stiskanja je običajno pravokotna na obseg uporabljene sile. Na drugih sekirah je prost prostornina reže.

Pri pritisku se O-obroč premakne proti nizkotlačni strani utora. Tlak tesnjenja se prenese na površino, ki jo je treba zatesnjeti, kar je dejansko višje od tlaka tekočine, ki ga izvrši količina, ki je enaka začetnem tlaku interference.

Povečajte stres motenj med tesnjenjem in paritveno površino, ki jo povzroča naneseni tlak. Čeprav ta situacija še vedno obstaja, bo O-obroč še naprej razmnoževal normalno in zanesljivo do več sto kilogramov sile, ob predpostavki, da je O-obroč izbran na pravilno velikost in utor je strojen do ustrezne velikosti.

S povečanjem tlaka se bo deformacija obroča pretiravala in končno stisnila del obroča do iztisnjene vrzeli. Če je iztisni očistek prevelik, potem bo tesnjenje, ki je popolnoma iztisnjeno iz visokega tlaka, spodletelo.

Ko se tlak sprosti na gumijasti spojine, se elastičnost O-obroča vrne v naravno obliko, ki se pripravlja na podoben cikel.

Ti materiali so pri normalni delovni temperaturi skoraj nemogoče stisnjeni in imajo zelo nizke elastične module. Njihova oblika se lahko spremeni (ne njihova prostornina) in uporabljena radialna stisnjena bo povzročila povečanje dolžine tesnila po utoru.

To povečanje bo večje zaradi razširjene gume in segrete zaradi združljivosti tesnilne tekočine in materiala. Posoda mora biti ustrezno velika, da se omogoči največja razširitev gumijaste spojine ali pa se bo komponenta razvila v zelo visokem stresu.

Ko se nanese dovolj sile, se bo O-obroč premaknil proti nizkotlačni strani, dokler ne pride do njegove kontaktne površine utora. Dodatni tlak ali sila bo iztisnila deformacijo O-obroča proti vrzeli. O-obroč bo sprva deformen v obliko "d". Ta deformacija poveča začetni prerez površinske kontaktne površine za 70 % - 80%. Površina kontaktnega območja O-obroča pod visokim tlakom je približno dvakrat večja od površine prvotne geometrije pri nič tlaku.

Možnost tesnjenja ekstruzije ni omejena na dinamične aplikacije. Pri statičnih aksialnih aplikacijah lahko napetost sklopnega vijaka pod visokim pritiskom odpre iztisni vrzel dovolj, da omogoča uhajanje.

Notranjo mejo tlaka določata očistek in trdota tesnega obroča (nekateri podatki so prikazani na zgornji sliki). V praksi so za določeno velikost obroča in uporabo običajno določene vrzeli. Če delate pri nizkih temperaturah, je morda treba zmanjšati globino žlez, da se nadomesti krčenost obroča in zagotovi zahtevano stisnjenje v velikosti krčevanja.

Pri tej temperaturi na drugem koncu ravnotežja je morda zaželeno, da se globina utora nekoliko poveča, da bi se izognili preko iztiskanja obroča pri obratovalni temperaturi. Ta učinek je lahko pomemben pri ekstremnih temperaturah, ker je koeficient toplotne širitve elastomerjev višji od koeficienta kovin.