Độ căng và tốc độ nén của vòng chữ O cao su

Con dấu O-ring là một loại con dấu đùn điển hình. Tốc độ nén và độ mở rộng đường kính mặt cắt ngang của vòng chữ O là nội dung chính của thiết kế phớt, có ý nghĩa lớn đối với hiệu suất làm kín và tuổi thọ sử dụng. Hiệu quả làm kín tốt của vòng đệm chữ O phần lớn phụ thuộc vào việc kết hợp chính xác kích thước vòng đệm chữ O và kích thước rãnh để tạo thành độ nén và độ mở rộng hợp lý của vòng đệm.
1. Kéo dài
Sau khi vòng đệm chữ O cao su được lắp vào rãnh làm kín, nó thường có độ giãn nhất định. Giống như tốc độ nén, lượng giãn cũng có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất làm kín và tuổi thọ của O-ring. Lượng giãn lớn không chỉ gây khó khăn cho việc lắp đặt vòng đệm chữ O mà còn làm giảm tốc độ nén do thay đổi đường kính mặt cắt d0, sẽ gây ra hiện tượng rò rỉ. Lượng kéo giãn a có thể được biểu thị bằng công thức sau:
Î ‘= (d + d0) / (d1 + d0)
Trong công thức, d ----- đường kính trục (mm); d1 ---- đường kính trong của vòng chữ O (mm).
Phạm vi của số tiền kéo dài là 1% -5%. Ví dụ, giá trị khuyến nghị của độ giãn vòng O được đưa ra trong bảng. Theo kích thước của đường kính trục, có thể chọn độ giãn vòng chữ O theo bảng. Phạm vi ưu tiên của tốc độ nén vòng chữ O và lượng kéo giãn
Dạng niêm phong Phương tiện làm kín Độ giãn Î ± (%) Tỷ lệ nén w (%)
Dầu thủy lực phớt tĩnh 1.03～1.04 15～25
Không khí <1,01 15～25
Dầu thủy lực chuyển động pittông 1.02 12～17
Không khí <1,01 12～17
Chuyển động quay Dầu thủy lực 0,95～1 3～8
2. Tỷ lệ nén
Tỷ số nén W thường được biểu thị bằng công thức sau:
W = (d0-h) / d0 × 100%
Trong đó d0 ----- đường kính mặt cắt ngang của vòng chữ O ở trạng thái tự do (mm);
h ------ Khoảng cách giữa đáy của rãnh vòng chữ O và bề mặt được làm kín (chiều sâu rãnh), tức là chiều cao mặt cắt ngang của rãnh chữ O sau khi nén (mm)
Khi chọn tỷ số nén của vòng chữ O, cần xem xét ba khía cạnh sau:
1. Phải có đủ diện tích tiếp xúc làm kín;
2. Ma sát càng nhỏ càng tốt;
3. Cố gắng tránh biến dạng vĩnh viễn.
Từ những yếu tố trên, không khó để nhận thấy chúng mâu thuẫn với nhau. Tốc độ nén lớn có thể tạo ra áp suất tiếp xúc lớn, nhưng tốc độ nén quá mức chắc chắn sẽ làm tăng ma sát trượt và hình dạng vĩnh cửu. Nếu tốc độ nén quá nhỏ có thể gây rò rỉ do sai số đồng tâm của rãnh làm kín và lỗi vòng đệm chữ O không đạt yêu cầu, mất khả năng nén một phần. Vì vậy, khi chọn tỷ số nén của vòng chữ O, cần phải cân nhắc các yếu tố khác nhau. Nói chung, tốc độ nén của phớt tĩnh lớn hơn tốc độ nén của phớt động, nhưng giá trị cực hạn của nó phải nhỏ hơn 25%. Nếu không, ứng suất nén sẽ giãn ra đáng kể và xảy ra biến dạng vĩnh viễn quá mức, đặc biệt là trong điều kiện nhiệt độ cao.
Việc lựa chọn tốc độ nén W của vòng đệm silicon O-ring nên xem xét các điều kiện sử dụng, vòng đệm tĩnh hoặc vòng đệm động; con dấu tĩnh có thể được chia thành con dấu hướng tâm và con dấu hướng trục; khe hở rò rỉ của phớt xuyên tâm (hoặc phớt tĩnh hình trụ) là đường kính Khe hở dọc trục, khe hở rò rỉ của phớt dọc trục (hoặc phớt tĩnh phẳng) là khe hở dọc trục. Theo môi trường áp suất tác dụng lên đường kính trong hoặc đường kính ngoài của vòng chữ O, phớt dọc trục được chia thành áp suất trong và áp suất ngoài. Áp suất bên trong tăng và áp suất bên ngoài giảm sức căng ban đầu của vòng O. Đối với các dạng phớt tĩnh khác nhau nêu trên, hướng tác dụng của môi chất làm kín lên vòng đệm chữ O là khác nhau, do đó thiết kế áp suất trước cũng khác nhau. Đối với phớt động, cần phân biệt giữa phớt chuyển động tịnh tiến và phớt chuyển động quay.
1. Làm kín tĩnh: thiết bị làm kín tĩnh hình trụ cũng giống như thiết bị làm kín pittông, nói chung W = 10% ～15%; thiết bị làm kín tĩnh máy bay là W = 15% ～30%.

2. Đối với con dấu động, nó có thể được chia thành ba tình huống; chuyển động qua lại thường lấy W = 10% ～15%. Khi chọn tỷ số nén của phớt chuyển động quay, phải xem xét đến hiệu ứng gia nhiệt Joule. Nói chung, đường kính trong của vòng O chuyển động quay lớn hơn đường kính trục 3% -5%, và tỷ lệ nén của đường kính ngoài W = 3% -8%. Để giảm lực cản ma sát, các vòng chữ O cho chuyển động có ma sát thấp thường chọn tốc độ nén nhỏ hơn, nghĩa là, W = 5% -8%. Ngoài ra, sự giãn nở của vật liệu cao su do môi trường và nhiệt độ gây ra cũng cần được xem xét. Thông thường ngoài biến dạng nén đã cho, tỷ lệ giãn nở tối đa cho phép là 15%. Vượt quá phạm vi này cho thấy việc lựa chọn vật liệu là không phù hợp, và các vòng chữ O của vật liệu khác nên được sử dụng thay thế hoặc tốc độ biến dạng nén đã cho nên được điều chỉnh.