Jak fungují o-kroužky

Jak fungují O-kroužky

O-kroužek je jedním z nejjednodušších a nejběžnějších typů těsnění pro širokou škálu statických a dynamických aplikací. Konstrukce drážky O-kroužku je poměrně jednoduchá - ekonomické a spolehlivé těsnění se získá dodržováním pravidel vyvinutého tvaru drážky. Tendence O-kroužku vrátit se do původního tvaru, když je průřez stlačen, je základním důvodem pro O-kroužek, aby se dobré těsnění.

V podstatě se těsnění O-kroužku skládá z elastického kruhového průřezu do navržené drážky O-kroužku, která poskytuje počáteční kompresi.

Síla potřebná pro stlačený O-kroužek je výsledkem tvrdosti a průměru průřezu. Napětí O-kroužku prochází sníženým průřezem, který snižuje kompresní potenciál těsnění O-kroužku.

Přirozená elasticita pryžových sloučenin poskytuje těsnění při nulovém nebo velmi nízkém tlaku. Těsnicí výkon lze zlepšit zvýšením radiálního vytlačování. Toto zvýšení vytlačování může mít vyšší tlak dynamické těsnění nepříznivý účinek.

Radiální vytlačování zajišťuje tření mezi O-kroužkem a drážkou, která jej drží na místě. Navržen tak, aby deformovat, pryžové směsi proudí nahoru do vytlačovací mezery, zcela těsnění proti úniku, dokud použitý tlak je dostatečná k překonání tření a deformace O-kroužek do malé vytlačovací mezery (za předpokladu, že kaučuk dosáhl svého meze průtoku pod tlakem, další zvýšení síly bude mít za následek selhání přes smyku nebo vytlačování).

Drážka je navržena tak, aby poskytovala počáteční sílu přes hřídel mezi 7% a 30% v procentech těsnění. Tato tlaková síla je obvykle kolmá k rozsahu použité síly. Na ostatních osách je volný objem slotů.

Při tlaku se O-kroužek pohybuje směrem k nízkotlaké straně drážky. Těsnicí tlak se přenáší na utěsněný povrch, který je ve skutečnosti vyšší než tlak kapaliny vyvíjený množstvím rovnajícím se počátečnímu interferenčnímu tlaku.

Zvyšte napětí mezi těsněním a stykovou plochou způsobenou aplikovaným tlakem. I když tato situace stále existuje, O-kroužek bude i nadále šířit normálně a spolehlivě až stovky liber síly, za předpokladu, že O-kroužek je vybrán na správnou velikost a drážka je obráběna na příslušnou velikost.

Se zvýšením tlaku bude deformace kroužku přehnaná a nakonec stlačte část kroužku do vytlačovací mezery. Pokud je vůle vytlačování příliš velká, pak těsnění, které je zcela vytlačováno z vysokého tlaku, selže.

Když se tlak uvolní na pryžovou směs, pružnost O-kroužku se vrátí do svého přirozeného tvaru a připravuje se na podobný cyklus.

Tyto materiály při své normální provozní teplotě jsou téměř nemožné komprimovat a mají velmi nízký elastický modul. Jejich tvar může být změněn (ne jejich objem) a radiální stlačení použít bude mít za následek zvýšení délky těsnění přes drážku.

Toto zvýšení bude větší v důsledku expandovaného kaučuku a zahřátí kvůli kompatibilitě těsnící kapaliny a materiálu. Nádrž musí být správně dimenzována tak, aby umožňoval maximální roztažení pryžové směsi, jinak se u součásti vyvine velmi vysoké namáhání.

Při použití dostatečné síly se O-kroužek pohybuje směrem k straně nízkého tlaku až do stykové plochy drážky. Dodatečný tlak nebo síla stlačí deformovaný O-kroužek směrem k mezerě. O-kroužek bude zpočátku deformován do tvaru "d". Tato deformace zvyšuje počáteční průřez povrchové kontaktní plochy o 70% - 80%. Povrchová kontaktní plocha O-kroužku pod vysokým tlakem je přibližně dvakrát vyšší než u původní geometrie při nulovém tlaku.

Možnost těsnícího vytlačování není omezena na dynamické aplikace. Ve statických axiálních aplikacích může napětí montážního šroubu pod vysokým tlakem otevřít mezeru pro vytlačování natolik, aby umožňovala únik.

Vnitřní mez tlaku je určena vůlí a tvrdostí těsnicího kroužku (některé údaje jsou uvedeny na obrázku výše). V praxi jsou mezery obvykle specifikovány pro danou velikost kroužku a aplikaci. Pokud pracujete při nízkých teplotách, může být nutné snížit hloubku žlázy, aby se kompenzovala kruhová kontrakce a aby se zajistilo požadované stlačení ve velikosti kontrakce.

Při této teplotě na druhém konci váhy může být žádoucí mírně zvýšit hloubku drážky, aby se zabránilo nadměrnému vytlačování kroužku při provozní teplotě. Tento účinek může být významný při extrémních teplotách, protože koeficient tepelné roztažnosti elastomerů je vyšší než u kovů.