O-ringer er det vanligste mekaniske designet for tetning på grunn av deres billige pris, enkle produksjon, pålitelige funksjon og enkle installasjonskrav. Selv om O-ringer er billige, vil hyppig utskifting i enkelte miljøer øke vedlikeholdskostnadene til maskinen og påvirke den normale driften av utstyret. Derfor er det nødvendig å forstå egenskapene til O-ringer.
Ved -50 til -60 grad vil gummimaterialer som ikke er motstandsdyktige mot lave temperaturer miste sin opprinnelige belastning fullstendig. selv for lavtemperaturbestandige gummimaterialer, vil startspenningen på dette tidspunktet ikke være større enn 25 prosent av startspenningen ved 20 grader. Dette er fordi den første kompresjonen av O-ringen avhenger av koeffisienten for lineær ekspansjon.
Feil utforming og bruk av O-ringen vil akselerere skaden og miste tetningsytelsen.
Eksperimenter har vist at dersom utformingen av hver del av tetningsringanordningen er rimelig, vil det å øke trykket ikke forårsake skade på O-ringen. Under arbeidsforholdene med høyt trykk og høy temperatur er hovedårsaken til O-ringskade den permanente deformasjonen av O-ringmaterialet, gapbiten forårsaket av at O-ringen presses inn i tetningsgapet, og forvrengning av O-ringen under bevegelse.
Permanent deformasjon Siden det syntetiske gummimaterialet som brukes til O-ringens tetningsring er et viskoelastisk materiale, vil den opprinnelig innstilte kompresjonsmengden og tilbakeslagsblokkeringskapasiteten bli permanent deformert og gradvis tapt etter langvarig bruk, noe som til slutt resulterer i lekkasje.
Permanent deformasjon og tap av elastisk kraft er hovedårsakene til at O-ringer mister sin tetningsevne. Følgende er hovedårsakene til permanent deformasjon.
Forholdet mellom kompresjonsforhold og strekkmengde og permanent deformasjon
De forskjellige formuleringene av gummi som brukes til å lage O-ringer, vil gi trykkavslapning i komprimert tilstand. På dette tidspunktet vil trykkspenningen avta med tidens økning. Jo lengre brukstid, desto større kompresjonshastighet og strekking, desto større blir spenningsfallet forårsaket av relaksering av gummibelastning, slik at O-ringen er utilstrekkelig elastisk og mister sin tetningsevne. Derfor er det tilrådelig å prøve å redusere kompresjonsforholdet under de tillatte bruksforholdene.
Å øke tverrsnittsstørrelsen til O-ringen er den enkleste måten å redusere kompresjonsforholdet på, men dette vil øke den strukturelle størrelsen. Det skal bemerkes at når folk beregner kompresjonsforholdet, ignorerer de ofte reduksjonen i seksjonshøyde forårsaket av at O-ringen blir strukket under montering. Endringen i tverrsnittsarealet til en O-ring er omvendt proporsjonal med endringen i omkretsen. Samtidig, på grunn av spenningseffekten, vil tverrsnittsformen til O-ringen også endre seg, noe som manifesteres som en reduksjon i høyden. I tillegg, på grunn av overflatespenning, blir den ytre overflaten av O-ringen flatere, dvs. høyden på seksjonen avtar noe. Dette er også en manifestasjon av O-ring kompresjon stress avslapning.
Graden av deformasjon av O-ringseksjonen avhenger også av hardheten til O-ringsmaterialet. Ved samme strekkmengde vil O-ringen med høy hardhet også ha en større reduksjon i tverrsnittshøyde. Fra dette synspunktet bør materialer med lav hardhet velges så mye som mulig i henhold til bruksforholdene. Under påvirkning av væsketrykk og spenning vil gummi-O-ringen gradvis gjennomgå plastisk deformasjon, og dens tverrsnittshøyde vil reduseres tilsvarende, slik at den til slutt vil miste sin tetningsevne.
Forholdet mellom temperatur og O-ringens avspenningsprosess
Driftstemperaturen er en annen viktig faktor som påvirker den permanente deformasjonen av O-ringen. Høye temperaturer vil fremskynde aldring av gummimaterialer.
Jo høyere driftstemperatur, desto større er kompresjonssettet til O-ringen. Når den permanente deformasjonen er større enn 40 prosent, mister O-ringen sin tetteevne og lekker. Den innledende spenningsverdien som dannes i gummimaterialet til O-ringen på grunn av kompresjonsdeformasjon vil gradvis avta og til og med forsvinne med relaksasjonsprosessen og temperaturfallet til O-ringen. For O-ringer som fungerer ved minusgrader, kan deres første kompresjon reduseres eller helt forsvinne på grunn av et kraftig temperaturfall. Ved -50 til -60 grad vil gummimaterialer som ikke er motstandsdyktige mot lave temperaturer miste sin opprinnelige belastning fullstendig; selv for lavtemperaturbestandige gummimaterialer, vil startspenningen på dette tidspunktet ikke være større enn 25 prosent av startspenningen ved 20 grader. Dette er fordi den første kompresjonen av O-ringen avhenger av koeffisienten for lineær ekspansjon. Derfor, når du velger den innledende kompresjonen, er det nødvendig å sikre at det fortsatt er tilstrekkelig tetningsevne etter at spenningen faller på grunn av avspenningsprosessen og temperaturfallet. For O-ringer som fungerer ved minusgrader, bør man være spesielt oppmerksom på gjenvinningsindeksen og deformasjonsindeksen til gummimaterialet.
For å oppsummere bør designet prøve å sikre at O-ringen har en passende arbeidstemperatur, eller velge høy- og lavtemperaturbestandige O-ringsmaterialer for å forlenge levetiden.
Middels arbeidstrykk og permanent deformasjon Arbeidsmediets trykk er hovedfaktoren som forårsaker permanent deformasjon av O-ringen.
Arbeidstrykket til moderne hydraulisk utstyr øker dag for dag. Langvarig høytrykk vil gi permanent deformasjon av O-ringen. Derfor bør passende trykkbestandige gummimaterialer velges i henhold til arbeidstrykket under design. Jo høyere arbeidstrykk, desto høyere skal hardheten og høytrykksmotstanden til materialet som brukes. For å forbedre trykkmotstanden til O-ringmaterialet, øke elastisiteten til materialet (spesielt øke elastisiteten til materialet ved lav temperatur), og redusere kompresjonssettet til materialet, er det generelt nødvendig å forbedre formelen av materialet og tilsett en mykner. Imidlertid, hvis O-ringen med mykner er nedsenket i arbeidsmediet i lang tid, vil mykneren gradvis absorberes av arbeidsmediet, noe som får volumet til O-ringen til å krympe, og kan til og med forårsake negativ kompresjon av O-ring (dvs. Det oppstår et gap mellom O-ringen og overflaten på den forseglede delen).
Derfor, når du beregner komprimeringen av O-ringen og utformer formen, bør disse krympingene tas i betraktning fullt ut. Den pressede O-ringen skal opprettholde den nødvendige størrelsen etter bløtlegging i arbeidsmediet i 5-10 dager og netter.
Kompresjonssettet av O-ringmaterialer er temperaturavhengig. Når deformasjonshastigheten er 40 prosent eller mer, vil det oppstå lekkasje, så varmemotstandsgrensene for flere gummimaterialer er: nitrilgummi 70 grader C, EPDM-gummi 100 grader C, fluorgummi 140 grader C. Derfor har land laget forskrifter om permanent deformasjon av O-ringer.
For O-ringer av samme materiale, ved samme temperatur, har O-ringen med større tverrsnittsdiameter et lavere kompresjonssett. I olje er situasjonen annerledes. Siden O-ringen ikke er i kontakt med oksygen på dette tidspunktet, reduseres de ovennevnte uønskede reaksjonene sterkt. I tillegg forårsaker det vanligvis en viss utvidelse av gummiblandingen, så kompresjonshastigheten forårsaket av temperaturen vil bli forskjøvet. Derfor er varmebestandigheten i olje kraftig forbedret. Med nitrilgummi som et eksempel, kan arbeidstemperaturen nå 120 grader eller høyere.