O-ringlar suyuqlik yoki gazning chiqishi yoki yo'qolishining oldini olish uchun o'tish yo'lini yopib qo'yish vositasi sifatida ishlaydi. O-ring - bu odatda elastomer materialdan ishlab chiqarilgan, dumaloq kesimli dumaloq halqa. Muhr O-ringni bez deb nomlanuvchi bo'shliqqa joylashtirish orqali o'rnatiladi. Bez O-ringni siqish uchun harakat qiladi va suyuqlik oqimini samarali ravishda blokirovka qiluvchi nol bo'shliqni hosil qiladi. Sızdırmazlık effekti O-ringni eksenel yoki radial siqish orqali ishlab chiqariladi. Ishonchli muhrlanish uchun O-ring va juftlashuvchi bez yuzasi orasidagi interfeysda uzluksiz "muhr chizig'i" hosil bo'lishi kerak. Ushbu "muhr chizig'i" ning yaratilishi bez dizayni, O-ring kesimi va elastomerik materialning to'g'ri siqilish darajasining kombinatsiyasi natijasidir. Elastomerik O-ringlar muhandislar ishlaydigan aksariyat moddiy tizimlardan farqli o'laroq ishlaydi; to'g'ri funktsiyaga erishish uchun u sezilarli darajada deformatsiyalanishi kerak.
O-ringlardan foydalanish dizaynerlarga muhrlanish dizaynining keng imkoniyatlarini beradi. O-ringlar birlashtiruvchi qismlar o'rtasida harakat bo'lmagan statik holatlarda ham, mashina qismlari bir-biriga nisbatan harakatlanadigan dinamik ilovalarda ham qo'llanilishi mumkin.
O-ringlarni ishlatadigan uchta asosiy muhrlash dizayni qo'llaniladi: novda muhri, piston muhri va yuz muhri. Mashina qismining ichki qismidagi ayol bezi kesilsa, O-ring radial siqilish yordamida ichki diametrli muhr bo'lsa, u novda muhri hisoblanadi. Mashina qismining ichki qismidagi erkak bezi kesilsa, O-ring tashqi diametrli muhr bo'lib, radial siqish yordamida u piston muhri sifatida tasniflanadi. Muhr eksenel siqishni ishlatganda, u yuz muhri sifatida qabul qilinadi. Ushbu dizaynlarning har birida, ham statik, ham dinamik ilovalarni hisobga olgan holda, dastur uchun optimal muhrga ta'sir qiluvchi ko'plab dizayn variantlari mavjud.
Muhrlash kuchi yo'nalishi va bez yo'nalishiga asoslangan muhr dizaynining uchta asosiy turini ko'rsatadigan sxemalar.
O-ringning ishdan chiqishi odatda muhrlanish uchun mo'ljallangan suyuqlikning oqishi sifatida namoyon bo'ladi. Dastlab, tegishli O-ring muhriga erishish, shuningdek, ushbu muhrni qoniqarli xizmat muddati davomida samarali saqlash uchun quyidagilar muhim:
Siqilish ostida to'g'ri siljish va mos bardoshlik to'plamini ta'minlaydigan to'g'ri bez dizayni tamoyillariga rioya qiling.
Ilova va dizayn uchun mos o'lchamdagi O-ringdan foydalaning.
Kutilayotgan mexanik, termal va kimyoviy ta'sirlar asosida tegishli O-ring materialini tanlang.
Ishlashni tekshirish uchun ishlab chiqarishdan oldingi simulyatsiya va haqiqiy sinovlarni amalga oshiring.
O-ringni o'rnatish uchun qabul qilingan yig'ish amaliyotiga rioya qiling.
Muvaffaqiyatsizlik rejimlari
Umuman olganda, O-ringli qistirmalari O-ring/bez dizaynining soddaligi va materialning umumiy chidamliligi tufayli ayniqsa ishonchli hisoblanadi. Biroq, ba'zi hollarda muvaffaqiyatsizliklar yuzaga kelishi mumkin. O-ringning ishdan chiqishi kichik oqishdan halokatli uskunaning buzilishigacha bo'lishi mumkin. Kattaligidan qat'i nazar, O-ring nosozligi to'g'ri vizual va analitik usullar yordamida tashxislanishi mumkin. Umumiy O-ring ishdan chiqish usullariga quyidagilar kiradi:
Kauchuk O-ring ichida portlovchi dekompressiyaning ifodalanishi.
Haddan tashqari siqish to'plami
Portlovchi dekompressiya
O'rnatishning shikastlanishi
Aşınma
Spiral burish
Termal degradatsiya
Kimyoviy ta'sirlar
Haddan tashqari siqish
O-ring muddatidan oldin ishlamay qolsa, bu odatda omillarning kombinatsiyasi natijasidir va bitta sababga bog'liq emas. Har qanday muvaffaqiyatsizlik kabi, ishlashni boshqaradigan omillar mavjud. O-ringlarga xos bo'lgan omillarning har biri ostida bir qator mumkin bo'lgan muammolar mavjud:
Dizayn: bezning noto'g'ri dizayni va noto'g'ri o'lchamdagi O-ring.
Materiallar: O-ring materialini kutilgan xizmat ko'rsatish shartlariga asoslanib tanlash.
Ishlab chiqarish: O-halqali kauchukning pastki qismi, muddatidan oldin quritilishi, ortiqcha ajratish chizig'i, material bo'shliqlari yoki qo'shimchalar.
Yig'ish: O-ringni burish yoki yirtishga olib keladigan joylashtirish.
Xizmat shartlari: haddan tashqari issiqlik ta'siri, haddan tashqari qo'llaniladigan stress yoki bosim, agressiv kimyoviy moddalarning kutilmagan ta'siri.
O-ring muhr dasturining ishlashiga sezilarli ta'sir ko'rsatadigan bir qator asosiy atributlar mavjud. Qisqa muddatli muhrlanish xususiyatlarining sifati va O-ring tizimining uzoq muddatli chidamliligi va ishdan chiqishining oldini olish ushbu elementlarga asoslanadi.
Stretch
Samarali muhrni ta'minlash uchun O-ringning ichki diametri birlashtiruvchi komponentning diametridan kichikroq bo'lishi kerak, shuning uchun O-ring biroz cho'zilgan va mahkam o'rnashgan bo'lishi kerak. Uzatilish 1% dan 5% gacha bo'lishi kerak, aksariyat ilovalarda 2% dan 3% gacha ideal. O-ring cho'zilganda uning kesimi qisqaradi va tekislanadi. 5% dan ortiq yig'ilgan cho'zish tavsiya etilmaydi, chunki O-ringdagi ichki stress tezroq qarishni keltirib chiqaradi va ko'pchilik O-ring materiallarining ishlash muddatini qisqartiradi. Boshqa tomondan, cho'zilishning etarli emasligi bo'shashmaslikka olib keladi va oqish ehtimolini oshiradi.
Siqish
O-ringning siqilishi bez konfiguratsiyasidan kelib chiqqan burilish natijasida tasavvurlar qalinligining siqilish qisqarishi sifatida aniqlanadi. O-ringning kesma burilganda asl siqilmagan shakliga qaytishga intilish tendentsiyasi O-ringlarning bunday ajoyib muhrlar hosil qilishining asosiy sababidir. Shu sababli, O-ring muhrini loyihalashda siqish muhim ahamiyatga ega. Siqish bezning geometriyasi va O-ring kesmasi bilan belgilanadi. Bu truba tagining yuzasi va bez majmuasidagi boshqa juftlashuvchi qismning yuzasi o'rtasida O-ringning kesma diametrli siqilishini ifodalaydi.
Statik muhr sifatida foydalanilganda, ko'pchilik elastomerlar uchun tavsiya etilgan maksimal siqish 30% ni tashkil qiladi. 30% dan ortiq siqish xavfi mavjud, chunki qo'shimcha stress qo'zg'atilgan muhrning muddatidan oldin yomonlashishiga yordam beradi. Barcha qistirmalari uchun minimal siqish, kesimdan qat'i nazar, taxminan 0,2 mm bo'lishi kerak. Etarlicha siqish O-ringning oqishiga olib kelishi mumkin, shuning uchun ko'pchilik ilovalar "yo'q" yoki "nol" siqish holatida maqbul ishlay olmaydi.
Bezlarni to'ldirish
Bezning to'ldirilishi - o'rnatilgan holatda bez ichida joylashganida O-ring kesmasi siljadigan bez hajmining foizi. O-ringning kesimi va bezning o'lchami birgalikda bezning to'ldirilishini aniqlaydi. Aksariyat O-ring muhr ilovalari mavjud hajmning 60% dan 85% gacha bo'lgan bezni to'ldirishni talab qiladi, optimal to'ldirish odatda 75% bo'lib, 25% bo'sh joyni ifodalaydi. Har qanday elastomer yopishtiruvchi bezda kamida 10% bo'shliqqa ruxsat berish juda muhimdir. Bu O-ringning ortiqcha kuchlanishiga yo'l qo'ymasligini va muhrni yaratish uchun zarur bo'lgan shaklga mos kelishini ta'minlaydi.
Yuzaki tugatish
Odatda statik muhrlar uchun muhrlangan sirtlarda sirt pürüzlülüğü qiymati 32 mikro-dyuymdan (32 rms) oshmasligi tavsiya etiladi. Bu bezning ichki yuzasini bildiradi. Bundan tashqari, pürüzlülük turi va doimiy nosimmetrikliklar mavjudligi ham muhimdir. O-ringni kesib o'tadigan tirnalgan va tirnalishlar oqish yo'liga olib kelishi mumkin, chunki O-ring bu sirt nosimmetrikliklarini etarli darajada o'tkazmasligi va muhrlab qo'ymasligi mumkin.
Assambleya
O-ring truba ichiga to'g'ri joylashtirilishi va bez majmuasi yopilganligi sababli buzilmasligi uchun yig'ish juda ehtiyotkorlik bilan amalga oshirilishi kerak. Buning muhim jihati - yig'ish paytida yivga erishish uchun zarur bo'lgan ichki diametrning kengayishi. Ushbu kengayish tanlangan O-ring kauchuk birikmasining yakuniy uzayishining 50% dan oshmasligi kerak.
Bundan tashqari, O-ringni yig'ish paytida burilmasligi kerak. Bu O-ring elastomerida ortiqcha stressni keltirib chiqarishi mumkin. Bundan tashqari, O-ringlarni hech qachon himoyalanmagan o'tkir burchaklar, iplar, tirqishlar, shpallar, portlar yoki boshqa o'tkir qirralarning ustiga majburlash kerak emas. Bez majmuasining yopilishi O-ringning yiv burchaklarida chimchilashiga olib kelmasligi kerak. Bezlarni yopish to'g'ridan-to'g'ri uzunlamasına harakat bilan amalga oshirilishi kerak. Aylanadigan yoki tebranish harakati istalmagan, chunki bu muhrning to'planishi, noto'g'ri joylashishi va qisilishi yoki kesilishiga olib kelishi mumkin.
O-ring materiali
O-ring materialini tanlashda bir nechta omillarni, birinchi navbatda, qo'llaniladigan bosimni, muhr ishlaydigan harorat oralig'ini va muhrlangan kimyoviy suyuqlikni hisobga olish muhimdir. Odatda, O-ringga qo'yiladigan ko'plab talablarni muvozanatlash qiyin bo'lishi mumkin va bu eng yaxshi murosaga olib kelishi mumkin. O-ring ilovalari uchun ishlatiladigan materiallarning aksariyati elastomerik bo'lib, termoset kauchuk birikmalari va blok-kopolimerlarga asoslangan termoplastik elastomerlar eng keng tarqalgan. O-ringlar bilan loyihalashning afzalliklaridan biri shundaki, ular funktsional va bardoshli muhrlanish tizimini ta'minlash uchun keng turdagi elastomerik materiallardan ishlab chiqarilishi mumkin. Ko'pincha, material tanlash mezonlarining soni va xilma-xilligi ko'pincha tizim dizaynerlari tomonidan e'tibordan chetda qoladi, bu esa muddatidan oldin muvaffaqiyatsizlikka olib kelishi mumkin. To'g'ri O-ring materialini tanlashda quyidagi fikrlarga va materialning xususiyatlariga e'tibor qaratish lozim:
Kimyoviy muvofiqlik
Termal qarshilik va buzilish
Sovuq haroratga chidamlilik
Aşınma va aşınma qarshilik
Siqish va kuchlanish to'plami
Stressni yengillashtirish
Yirtilish qarshiligi
Issiqlik kengayish koeffitsienti
Siqilish va siqish moduli
Ko'pincha O-ring materialini tanlash faqat durometrning qattiqligi asosida amalga oshiriladi, bu elastomerik materialning qisqa muddatli va uzoq muddatli mexanik xususiyatlarining yomon prognozi bo'lishi mumkin.
Potentsial tashvishlanishning yana bir sohasi - O-ringlar plastik komponentlar bilan birgalikda ishlatilganda. Elastomerik materiallar, ayniqsa kauchuklar, ko'pincha katta miqdordagi plastifikator va moy bilan aralashtiriladi. Bunday moylar, xususan, ftalatlar, adipatlar, trimellitatlar kabi efirga asoslangan moylar agressiv ekologik stress yoriqlari (ESC) agentlari sifatida harakat qilishi mumkin.
O-ring sifati
O-ringning sifati muhrlash tizimining umumiy ishlashiga nisbatan katta ta'sir ko'rsatadi. Bunga kauchuk birikmani to'g'ri aralashtirish va O-ringni izchil shakllantirish kiradi. Siqish to'plami, modul, qattiqlik va valentlik kuchi kabi kauchuk xususiyatlariga aralashtirish va qoliplash operatsiyalari bevosita ta'sir qiladi. Yaxshi izchillikka erishish muhimdir. Bundan tashqari, ajralish chizig'idagi chirog'ning maqbul darajasi bo'yicha tavsiyalar mavjud. Bu odatda 0.005 dyuym kengligi va 0,003 dyuym balandligi. Bundan tashqari, O-ring maksimal 0,05 mm eksantriklikni ko'rsatishi kerak.
Xulosa
O-ringlarni komponentlar va agregatlarni loyihalash va ishlab chiqarishda eski texnologiya deb hisoblash mumkin. Ularning dizayni va funktsiyasi nisbatan sodda va ular 19-asrning boshidan beri muhr sifatida ishlatilgan. Biroq, ularning soddaligi ilovalarni muhrlashda samarali ishlash usulini belgilaydi. So'nggi 120 yil ichida muhandislik, dizayn va ishlab chiqarishda ro'y bergan jiddiy o'zgarishlar bilan O-ringlar shakli va funktsiyasi jihatidan deyarli o'zgarmadi. O-ringlar oddiy, ammo samarali va ko'p qirrali yopishtiruvchi yechim bo'lib kelgan va shunday bo'lib qoladi.