المعرفة وتصميم الصيغة للحلقات المطاطية
الأختام:
في الأنظمة الهيدروليكية وأنظمتها، يتم استخدام الأختام لمنع تسرب وسط العمل وتسلل الغبار الخارجي والمواد الغريبة. عنصر الختم هو الختم.
سيؤدي التسرب الخارجي إلى إهدار الوسائط، وتلويث الآلة والبيئة، بل ويؤدي إلى خلل في الآلات والمعدات والحوادث الشخصية.
سيؤدي التسرب في الكفاءة الحجمية للنظام الهيدروليكي إلى انخفاض حاد، أو الفشل في الوصول إلى ضغط العمل المحدد، أو حتى الفشل في العمل بشكل صحيح.
يمكن أن يؤدي دخول جزيئات الغبار الصغيرة إلى النظام إلى حدوث احتكاك وتآكل المكونات الهيدروليكية أو تفاقمهما، مما يؤدي أيضًا إلى حدوث تسرب.
ولذلك، تعتبر أختام وأختام المعدات الهيدروليكية عنصرا هاما. تعد موثوقيتها وعمر الخدمة مؤشرا هاما لجودة النظام الهيدروليكي.
بالإضافة إلى سد الفجوة، يعد استخدام موانع التسرب ضروريًا للتحكم في الاقتران بين سطحين متجاورين عن طريق سد فجوة دنيا بالأسفل للتحكم في الفجوة بين السائل.
في الأختام الملامسة، يتم استخدام الأختام ذاتية الختم والختم الذاتي (أي شفة الختم).
مقدمة إلى الحلقات المطاطية
حلقة الختم من النوع O عبارة عن حلقة مطاطية ذات مقطع عرضي دائري. نظرًا لأن مقطعها العرضي على شكل O، فإنها تسمى حلقة الختم من النوع O. ، وتسمى أيضًا الحلقة O. بدأ ظهوره في منتصف القرن-19، عندما تم استخدامه كعنصر مانع للتسرب لأسطوانات المحركات البخارية. إنه النوع الأكثر استخدامًا على نطاق واسع من أنظمة النقل الهيدروليكية والهوائية. يُطلق عليه عادةً اسم O-Ring في الشركات التايوانية واليابانية.
الحلقة O عبارة عن ختم مطاطي حلقي ذو مقطع عرضي دائري. يتم استخدامه بشكل أساسي لمنع تسرب الوسائط السائلة والغازية في المكونات الميكانيكية في ظل ظروف ثابتة. في بعض الحالات، يمكن أيضًا استخدام الحلقة O للحركة الترددية المحورية. وعناصر إغلاق ديناميكية مع حركة دوارة منخفضة السرعة. وفقا للظروف المختلفة، يمكن اختيار مواد مختلفة لتناسبهم.
عند اختيار حلقة دائرية، يجب أن تحاول استخدام حلقة دائرية ذات مقطع عرضي كبير. تحت نفس الفجوة، يجب أن يكون حجم الحلقة O المضغوطة في الفجوة أقل من الحد الأقصى للقيمة المسموح بها.
بالنسبة للأنواع المختلفة من تطبيقات الختم الثابت أو الختم الديناميكي، توفر الحلقات O للمصممين عنصر ختم فعال واقتصادي. الحلقة O هي عنصر ختم ثنائي الاتجاه. يمنح الضغط الأولي في الاتجاه الشعاعي أو المحوري أثناء التثبيت الحلقة O قدرتها على الختم الأولي. تتحد قوة الختم الناتجة عن ضغط النظام وقوة الختم الأولية لتشكل قوة إغلاق كاملة، والتي تزداد مع زيادة ضغط النظام. تلعب الحلقات الدائرية دورًا بارزًا في حالات الختم الثابت. ومع ذلك، في المواقف الديناميكية المناسبة، غالبًا ما يتم استخدام الحلقات الدائرية، ولكنها محدودة بالسرعة والضغط عند الختم.
لديه المزايا التالية:
1) هيكل مدمج، سهل التجميع والتفكيك،
2) يمكن استخدام كل من الأختام الثابتة والديناميكية،
3) مقاومة الاحتكاك الديناميكي صغيرة نسبيا،
4) باستخدام قطعة واحدة من الختم الدائري، يمكنها الختم في كلا الاتجاهين.
مواصفات ومعايير الحلقة O
تشتمل مواصفات ونماذج الحلقة O بشكل أساسي على مواصفات حلقة UHSO، ومواصفات حلقة UHPO، ومواصفات حلقة UNO، ومواصفات حلقة DHO، ومواصفات حلقة O لقضيب المكبس، وحلقات O المقاومة للحرارة العالية، وO المقاوم للضغط العالي. -حلقات، حلقات دائرية مقاومة للتآكل، حلقة دائرية مقاومة للاهتراء.
تتمتع الحلقات O بأداء إغلاق ممتاز وعمر عمل طويل. إن العمر التشغيلي لموانع التسرب بالضغط الديناميكي أطول 5-10 مرة من منتجات الختم المطاطية التقليدية، وقد يصل إلى عشرات المرات. في ظل ظروف معينة، يمكن أن يكون لها نفس العمر الافتراضي لمصفوفة الختم.
مقاومة الاحتكاك للحلقة O صغيرة، وقوى الاحتكاك الديناميكية والثابتة متساوية، وهي 1/2-1/4 من قوة الاحتكاك للحلقة المطاطية على شكل "0". يمكنه القضاء على ظاهرة "الزحف" للحركة بسرعة منخفضة وضغط منخفض.
تتميز الحلقة O بمقاومة عالية للتآكل ولها وظيفة تعويض مرنة تلقائية بعد تآكل سطح الختم.
تتميز الحلقة O بخصائص تشحيم ذاتي جيدة ويمكن استخدامها كختم تشحيم خالي من الزيت.
تتميز الحلقة O-ring ببنية بسيطة وسهلة التركيب.
ضغط العمل على شكل حلقة دائرية: 0-300MPa؛ سرعة العمل: أقل من أو يساوي 15 م/ث؛ درجة حرارة العمل: -55-250 درجة.
الوسائط القابلة للتطبيق للحلقات O: الزيت الهيدروليكي، الغاز، الماء، الطين، الزيت الخام، المستحلب، جلايكول الماء، الحمض.
نطاق تطبيق الحلقة O
حلقات الختم من النوع O مناسبة للتركيب على المعدات الميكانيكية المختلفة، وتلعب دورًا مانعًا للتسرب في الظروف الثابتة أو المتحركة تحت درجات حرارة وضغوط محددة ووسائط سائلة وغازية مختلفة. تستخدم أنواع مختلفة من الأختام على نطاق واسع في الأدوات الآلية والسفن والسيارات ومعدات الطيران والآلات المعدنية والآلات الكيميائية والآلات الهندسية وآلات البناء وآلات التعدين والآلات البترولية والآلات البلاستيكية والآلات الزراعية وأنواع مختلفة من الأدوات والعدادات. عنصر. تستخدم الحلقات O بشكل أساسي في الختم الثابت والختم الترددي. عند استخدامه لختم الحركة الدوارة، فإنه يقتصر على أجهزة الختم الدوارة ذات السرعة المنخفضة. يتم تثبيت الحلقات بشكل عام في الأخاديد ذات المقطع العرضي المستطيل على الدائرة الخارجية أو الداخلية للإغلاق. لا يزال الختم الدائري يلعب دورًا جيدًا في الختم وامتصاص الصدمات في بيئات مثل الزيت والأحماض والقلويات والتآكل والتآكل الكيميائي. ولذلك، فإن الحلقات O هي الأختام الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في أنظمة النقل الهيدروليكية والهوائية.
حلقة دائرية مطاطية عالية الأداء
مطاط الفلورو الكربوني عبارة عن مطاط يحتوي على الفلور في الجزيء. هناك أنواع مختلفة حسب محتوى الفلور (أي بنية المونومر). تم إطلاق المطاط الفلوروي السداسي الفلور المستخدم على نطاق واسع حاليًا لأول مرة بواسطة شركة DuPont تحت الاسم التجاري "Viton". مقاومته لدرجات الحرارة العالية أفضل من مطاط السيليكون، وله مقاومة كيميائية ممتازة، ومقاومة لمعظم الزيوت والمذيبات (باستثناء الكيتونات والإسترات)، ومقاومة الطقس ومقاومة الأوزون؛ مقاومتها للبرد ضعيفة، ونطاق درجة حرارة الاستخدام العام هو -20 ~250 درجة. يمكن للتركيبة الخاصة أن تتحمل درجات الحرارة المنخفضة حتى -40 درجة.
الحلقة O عبارة عن حلقة مطاطية ذات مقطع عرضي دائري. نظرًا لأن مقطعها العرضي على شكل O، فإنها تسمى حلقة O. الحلقات المطاطية هي الأختام الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في أنظمة النقل الهيدروليكية والهوائية. بشكل عام، نادرًا ما يتم استخدام الحلقات المطاطية في أجهزة الختم ذات الحركة الدوارة. يتم تثبيت الحلقات المطاطية بشكل عام في الأخاديد ذات المقطع العرضي المستطيل على الدائرة الخارجية أو الداخلية للختم.
مطاط الفلور (FKM) عبارة عن مادة مطاطية عضوية تمت بلمرتها بواسطة مونومرات تحتوي على الفلور. وتشمل خصائصه مقاومة درجات الحرارة حتى 300 درجة، ومقاومة الأحماض والقلويات، ومقاومة الزيت، وهي الأفضل بين المطاط المقاوم للزيت. لديها مقاومة جيدة للإشعاع ومقاومة عالية للفراغ. العزل الكهربائي، الخواص الميكانيكية، مقاومة التآكل الكيميائي، مقاومة الأوزون، ومقاومة الغلاف الجوي. مقاومة الشيخوخة ممتازة. تتمثل العيوب في ضعف قابلية المعالجة، والسعر المرتفع، وضعف مقاومة البرد، وانخفاض المرونة والتهوية.
نطاق درجة حرارة التشغيل: -40 درجة ~+300 درجة . مع تطور الصناعة، يتم استخدام الحلقات المطاطية الفلورية على نطاق واسع في السيارات والإلكترونيات والفضاء والسفن وما إلى ذلك، والتي تتطلب دقة عالية نسبيًا ومقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل العالية وبيئات العمل القاسية. مع تطور الصناعة، تعمل مواد المطاط الفلورية أيضًا على التحسين والابتكار باستمرار. فيما يلي خصائص ونطاق تطبيق المواد المطاطية الفلورية المستخدمة على نطاق واسع.
ميزة:
يمكنه مقاومة الحرارة حتى 250 درجة ومقاوم لمعظم الزيوت والمذيبات، وخاصة جميع الأحماض والهيدروكربونات الأليفاتية والهيدروكربونات العطرية والزيوت الحيوانية والنباتية. استقرار كيميائي جيد، مقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية، مقاومة جيدة للشيخوخة، أداء فراغ ممتاز، خصائص ميكانيكية ممتازة، خصائص عزل جيدة، أداء فراغ ممتاز، خصائص ميكانيكية ممتازة، خصائص عزل جيدة
عيب:
لا يُنصح باستخدامه مع الكيتونات والاسترات ذات الوزن الجزيئي المنخفض والمخاليط المحتوية على النترات. السيارات والقاطرات ومحركات الديزل وأنظمة الوقود.
تشمل المواد الرئيسية لمنتجات O-ring
مطاط النتريل (NBR): تتمتع هذه المادة بدرجة حرارة قصوى تبلغ 130 درجة وصلابة 50-90 درجة. ولها مواصفات كاملة. يتميز بخصائص ميكانيكية جيدة ومقاوم لمواد التشحيم والشحوم المعدنية.
مطاط الفلور (FPM): يمكن أن تصل هذه المادة إلى درجات حرارة تصل إلى 240 درجة ولها مواصفات كاملة. وتشتهر بخصائصها الجيدة مثل مقاومة درجات الحرارة العالية والمقاومة الكيميائية. بالإضافة إلى ذلك، فهو يتمتع أيضًا بخصائص جيدة مضادة للشيخوخة ومضادة للأكسدة، ونفاذية غاز منخفضة جدًا (مناسبة بشكل خاص للأجهزة الفراغية ذات الارتفاعات العالية).
مطاط EPDM: لديه نطاق درجة حرارة يتراوح من -50 درجة إلى 150 درجة، وهو مقاوم للماء الساخن والبخار والشيخوخة والمواد الكيميائية. إنها مناسبة للمياه الساخنة والبخار والمنظفات ومحلول هيدروكسيد البوتاسيوم وزيت السيليكون والشحوم ومجموعة متنوعة من الأحماض المخففة والمواد الكيميائية (الأدوية). يوصى به بشكل خاص لمقاومته لسوائل الفرامل جليكول، ولكنه غير متوافق مع جميع منتجات الزيوت المعدنية (مواد التشحيم والوقود).
السيليكون (SI): يتمتع مطاط السيليكون بأوسع نطاق لدرجة حرارة التشغيل (-60-180 درجة)، وهو غير ضار وغير سام وعديم الرائحة، ويتمتع بمقاومة ممتازة لشيخوخة الأوزون، وتقادم الأكسجين، والتقادم الخفيف، والتقادم الناتج عن العوامل الجوية، كما يتمتع بمقاومة ممتازة أداء العزل الكهربائي، خصائص السطح الخاصة والخمول الفسيولوجي، التهوية العالية
هناك أيضًا أنواع عديدة من المواد مثل: مطاط البولي يوريثان (PU)، والمطاط الطبيعي (NR)، ومطاط البوتيل (BU)، والبولي إيثيلين المسلفن (CSM)، والبولي تترافلوروإيثيلين (PTFE)، ومطاط النيوبرين (CR)، والمطاط الأكريليكي (ACM). وغيرها من المواد.
تصميم مركب على شكل حلقة مطاطية على شكل O
<1>مبادئ تصميم الصيغة
تتكون تركيبة المطاط بشكل عام من المطاط الخام ونظام الفلكنة المضاد للأكسدة ونظام الحماية ونظام التعزيز ونظام التليين. الغرض من تصميم الصيغة هو العثور على أفضل مزيج من المكونات المختلفة للحصول على أداء عام جيد. يجب أن يحقق تصميم الصيغة في النهاية الأهداف التالية:
1. تلبية متطلبات الأداء لحلقة الختم.
2. تكنولوجيا معالجة المطاط لديها أداء جيد.
3. على أساس ضمان جودة المنتج، حاول اختيار المواد الخام الرخيصة والغنية بالمصادر وغير السامة أو منخفضة السمية وذات الأداء المستقر.
يمكن تقسيم الصيغ المطاطية إلى صيغ اختبارية وصيغ عملية حسب استخداماتها. الأول هو دراسة أو تحديد العلاقة بين مادة خام معينة وخصائص المطاط المفلكن والمطاط المختلط، ويسعى إلى أن يكون بسيطًا في التركيب. تدرس الصيغة العملية بشكل أساسي العلاقة بين أداء المطاط المفلكن والأداء الفعلي للمنتج وأداء عملية المطاط المركب. عملية صياغة الصيغة العملية هي:
تحليل الظروف البيئية وعملية التصنيع التي يستخدمها المنتج - à اختيار أنواع المطاط والمكونات المختلفة التي تشكل الصيغة، صيغة الاختبار - à اختبار تقييم الأداء - à تعديل المكونات وتحسينها - à توسيع الاختبار لتحديد الصيغة العملية .
<2>تصميم مركب مانع للتسرب على شكل حلقة O
تتطلب بيئة العمل المعقدة والمتنوعة لحلقة الختم المطاطية على شكل O أن تتمتع المادة المطاطية بخصائص خاصة معينة. في الأنظمة الهيدروليكية، هناك حاجة إلى مقاومة جيدة للزيت، ومقاومة لدرجة الحرارة، وتشوه دائم منخفض الضغط، وقوة شد معينة. كختم ديناميكي، بالإضافة إلى المتطلبات، يجب أن تتمتع المادة المطاطية أيضًا بمقاومة جيدة للتآكل ومقاومة للتمزق. لختم الوسائط الخاصة، يجب أن يكون تغير الحجم وتغير صلابة المادة المطاطية في الوسط صغيرًا. باختصار، ينبغي النظر بشكل شامل في تصميم الصيغة استنادًا إلى ظروف العمل المحددة ونوع الوسط ودرجة حرارة التشغيل وضغط العمل وحالة التطبيق.
<3>معالجة المطاط الختم على شكل حرف O
في الوقت الحاضر، طريقة إنتاج حلقات الختم المطاطية على شكل O هي بشكل أساسي من خلال القولبة. من بينها، تشمل طرق الفلكنة للمنتجات المقولبة بشكل أساسي قولبة الألواح المسطحة، وقولبة النقل، وقولبة الحقن. تتمتع طريقة صب اللوحة المسطحة بأطول تاريخ. بدأ استخدام قولبة النقل في الخمسينيات تقريبًا، بينما انتقل قولبة الحقن تدريجيًا من صناعة البلاستيك إلى صناعة المطاط في الستينيات. اتجاه التطوير الحالي هو التطوير التدريجي لطريقة ضغط الحقن، ولكن بسبب نطاق التكيف المختلف. لا يزال من الممكن أن يتعايش الثلاثة ويتطوروا. وفقًا لخصائصها، فإن حلقات الختم على شكل O لا تزال تستخدم صب الألواح المسطحة كطريقة تشكيل رئيسية.
أثناء عملية الفلكنة، يجب التحكم بشكل صارم وصحيح في درجة حرارة الفلكنة والوقت والضغط، ويجب الانتباه إلى التغييرات في المعلمات مثل درجة الحرارة أثناء عملية الفلكنة في أي وقت والتعامل معها وفقًا لذلك. وبخلاف ذلك، قد يكون المنتج أقل من الكبريت أو مفرط الكبريت. إذا تم استخدام نظام التحكم الآلي، فسيتم تسجيل عملية الفلكنة بالكامل والتحكم فيها تلقائيًا لضمان وصول المنتج إلى الدرجة الصحيحة من الفلكنة.
تعد درجة حرارة الفلكنة أحد الشروط الأساسية لتفاعل الفلكنة للأختام المطاطية ذات الحلقة O. إنه يؤثر بشكل مباشر على سرعة الفلكنة وجودة المنتج. درجة حرارة الفلكنة عالية، وسرعة الفلكنة سريعة، وكفاءة الإنتاج عالية؛ درجة حرارة الفلكنة منخفضة، وسرعة الفلكنة بطيئة. تعتمد درجة حرارة الفلكنة على التركيبة، وأهمها يعتمد على نوع المطاط ونظام الفلكنة المستخدم. درجة حرارة الفلكنة الأكثر ملاءمة للمطاط الطبيعي هي بشكل عام 143 درجة -150 درجة، ودرجة حرارة المطاط الصناعي بشكل عام 150 درجة -180 درجة. عادة ما يتم تحديد وقت الفلكنة من خلال التجارب وفقًا لدرجة حرارة الفلكنة المحددة.
يتم ضغط المنتجات المطاطية أثناء عملية الفلكنة. والغرض من ذلك هو جعل المادة المطاطية تتدفق بسهولة وملء تجويف القالب، ومنع توليد الفقاعات أثناء عملية الفلكنة، وتحسين كثافة المنتج. يعتمد حجم ضغط الفلكنة على صلابة المادة المطاطية وحجم القالب. عندما تكون صلابة المادة المطاطية عالية وحجم القالب كبير، يمكن أن يكون الضغط أكبر، وإلا يجب تقليل الضغط بشكل مناسب.