نظرة عامة ومبدأ الختم من الحلقة O
يشار إلى ختم المطاط الحلقي O باسم O-Ring ، وهو حلقة مطاطية مع مقطع عرضي دائري. O-Ring هو الختم الأكثر استخدامًا في الأنظمة الهيدروليكية والهدية. الحلقة O لها أداء ختم جيد ويمكن استخدامه لكل من الختم الثابت والديناميكي ؛ لا يمكن استخدامه بمفرده فحسب ، بل هو أيضًا مكون أساسي للعديد من أجهزة الختم المدمجة. نطاق التطبيق الخاص به واسع جدا. إذا تم اختيار المادة بشكل صحيح ، فيمكنها تلبية متطلبات الوسائط المختلفة وظروف الحركة المختلفة.
O-Ring هو ختم البثق. يتمثل مبدأ العمل الأساسي لختم البثق في الاعتماد على التشوه المرن للختم لإنشاء ضغط ملامسة على سطح التلامس الختم. إذا كان ضغط التلامس أكبر من الضغط الداخلي للوسط المختوم ، فلن يحدث أي تسرب ، وإلا فإن التسرب سيحدث.
(2) معدل الضغط ومبلغ التمدد
الحلقة O هي ختم بثق نموذجي. يعد معدل الضغط ومقدار التمدد للقطر المستعرض في الحلقة O هو المحتويات الرئيسية لتصميم الختم ، والتي لها أهمية كبيرة لأداء الختم وعمر الخدمة. يعتمد تأثير الختم الجيد للحلقة O إلى حد كبير على المطابقة الصحيح لحجم الحلقة O وحجم الأخدود ، مما يشكل ضغطًا معقولًا ومقدارًا تمدد حلقة الختم.
2.1. معدل الضغط
عادة ما يتم التعبير عن معدل الضغط W بواسطة الصيغة التالية:
W=(d0-h)/d0 ×100%
حيث D0 ----- القطر المستعرض من الحلقة O في الحالة الحرة (MM) ؛
H ---- المسافة بين الجزء السفلي من أخدود حلقة O والسطح المختوم (عمق الأخدود) ، أي ارتفاع المقطع العرضي للحلقة O بعد الضغط (MM)
عند اختيار معدل ضغط الحلقة O ، ينبغي النظر في الجوانب الثلاثة التالية:
1. يجب أن يكون هناك ما يكفي من منطقة الاتصال الختم ؛
2. يجب أن تكون قوة الاحتكاك صغيرة قدر الإمكان ؛
3. حاول تجنب التشوه الدائم.
ليس من الصعب العثور على العوامل المذكورة أعلاه أنها متناقضة مع بعضها البعض. يمكن أن يحصل معدل الضغط الكبير على ضغط اتصال كبير ، لكن معدل الضغط الكبير بشكل مفرط سيزيد بلا شك من الاحتكاك المنزلق والتشوه الدائم. إذا كان معدل الضغط صغيرًا جدًا ، فقد يكون التسرب ناتجًا عن اختفاء جزء من مبلغ الضغط بسبب الخطأ المحور في أخدود الختم وخطأ في حلقة O لا تلبي المتطلبات. لذلك ، عند اختيار معدل ضغط الحلقة O ، يجب وزن العوامل المختلفة. بشكل عام ، يكون معدل ضغط الأختام الثابتة أكبر من معدلات الأختام الديناميكية ، ولكن يجب أن تكون قيمتها القصوى أقل من 25 ٪ ، وإلا فإن إجهاد الضغط سيكون مريحًا بشكل كبير ، مما سيؤدي إلى تشوه دائم مفرط ، خاصة في ظروف درجات الحرارة المرتفعة.
يجب أن يأخذ اختيار معدل الضغط W من الحلقة O في الاعتبار شروط الاستخدام أو الأختام الثابتة أو الأختام الديناميكية ؛ يمكن تقسيم الأختام الثابتة إلى الأختام الشعاعية والأختام المحورية ؛ فجوة التسرب من الأختام الشعاعية (أو الأختام الساكنة الأسطوانية) هي الفجوة الشعاعية ، وفجوة التسرب من الأختام المحورية (أو الأختام الثابتة المستوى) هي الفجوة المحورية. تنقسم الأختام المحورية إلى حالتين: الضغط الداخلي والضغط الخارجي وفقًا لما إذا كان متوسط الضغط يعمل على القطر الداخلي أو القطر الخارجي للحلقة O. يزيد الضغط الداخلي من التمدد ، ويقلل الضغط الخارجي من التمدد الأولي للحلقة O. بالنسبة للأشكال المختلفة المذكورة أعلاه من الأختام الثابتة ، يختلف اتجاه وسيط الختم الذي يعمل على الحلقة O ، وبالتالي فإن تصميم ما قبل الضغط يختلف أيضًا. بالنسبة للأختام الديناميكية ، من الضروري التمييز بين ما إذا كان بمثابة ختم الحركة المتبادل أو ختم الحركة الدوار.
1. الختم الثابت: جهاز الختم الثابت الأسطواني هو نفسه جهاز الختم المتبادل ، ويتم استخدام W =10 ٪ ~ 15 ٪ بشكل عام ؛ يأخذ جهاز الختم الثابت المستوى W =15 ٪ ~ 30 ٪.
2. بالنسبة للأختام الديناميكية ، يمكن تقسيمها إلى ثلاث حالات ؛ تتطلب الحركة المتبادلة عمومًا W =10 ٪ ~ 15 ٪. عند اختيار معدل الضغط لأختام الحركة الدوارة ، يجب النظر في تأثير حرارة جول. بشكل عام ، يكون القطر الداخلي للحلقة O للحركة الدوارة أكبر بنسبة 3 ٪ -5 ٪ من قطر العمود ، ومعدل ضغط القطر الخارجي هو W =3 ٪-8 ٪. بالنسبة للحلقات O المستخدمة في حركة الاحتكاك المنخفضة ، من أجل تقليل مقاومة الاحتكاك ، يتم تحديد معدل ضغط أصغر ، أي ، بشكل عام=5 ٪-8 ٪. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أيضًا النظر في توسيع المواد المطاطية الناتجة عن الوسط ودرجة الحرارة. عادة ، خارج تشوه الضغط المحدد ، يكون الحد الأقصى لمعدل التوسع المسموح به 15 ٪. إن تجاوز هذا النطاق يشير إلى أن اختيار المواد غير مناسب ، ويجب استخدام حلقات O الأخرى بدلاً من ذلك ، أو يجب تصحيح معدل تشوه الضغط المعطى.
2.2 مبلغ التمدد
تحتوي الحلقات O عمومًا على قدر معين من التمدد بعد تثبيته في أخدود الختم. مثل معدل الضغط ، فإن كمية التمدد لها أيضًا تأثير كبير على أداء الختم وعمر الخدمة في الحلقة O. لن تجعل كمية كبيرة من التمدد فقط O-Ring من الصعب تثبيتها ، ولكن أيضًا تقليل معدل الضغط بسبب التغير في القطر المستعرض D0 ، مما سيؤدي إلى تسرب. يمكن التعبير عن كمية التمدد A بواسطة الصيغة التالية:
=(d+d0)/(d1+d0)
حيث د ----- قطر العمود (مم) ؛ D1 ---- O-Ring Diameter (MM).
نطاق مبلغ التمدد هو 1 ٪ -5 ٪. يعطي الجدول القيمة الموصى بها لكمية تمدد الحلقة O. وفقًا لحجم قطر العمود ، يمكن تحديد كمية التمدد من الحلقة O وفقًا للجدول. النطاق المفضل لمعدل الضغط ومقدار التمدد من الحلقة O