O-rõngas, mida nimetatakse O-rõngaks, on ümmarguse-ristlõikega kummirõngas. O-rõngas on hüdro- ja pneumaatilistes süsteemides kõige laialdasemalt kasutatav tihend.
O-rõngas on hea tihendusomadusega, seda saab kasutada staatiliseks tihendamiseks, võib kasutada ka edasi-tagasi tihendamiseks; Seda ei saa mitte ainult kasutada eraldi, vaid see on ka paljude kombineeritud tihendusseadmete põhikomponent. Sellel on lai valik rakendusi. Kui materjal on õigesti valitud, võib see vastata erinevate liikumistingimuste nõuetele ja töörõhk võib olla 1,333 × 10 ^ 5 Pa vaakumist kuni 400 MPa kõrge rõhuni; Temperatuurivahemik on -60 kraadi kuni 200 kraadi.
Võrreldes teiste tihenditüüpidega on O{0}}rõngal järgmised omadused:
1) Väike konstruktsiooni suurus, mugav paigaldamine ja lahtivõtmine.
2) Kasutada saab staatilisi ja dünaamilisi tihendeid ning staatiliste tihenditena kasutamisel pole peaaegu mingit leket.
3) Ühe O-rõnga kasutamine annab kahe-suunalise tihendusefekti.
4) Dünaamiline hõõrdetakistus on väike.
5) Madal hind.
O-rõngas on ekstrusioonitihend; Ekstrusioonitihendi põhitööpõhimõte on tugineda tihendi elastsele deformatsioonile, mis põhjustab kontaktsurvet tihendi kontaktpinnale. Kontaktrõhk on suurem kui suletud keskkonna siserõhk ja leket ei esine ja vastupidi. Staatilise ja dünaamilise tihendamise korral on tihenduskontaktpinna kontaktrõhu põhjus ja arvutusmeetod erinevad ning neid tuleb eraldi selgitada.
1. Staatilise tihendi tihendamise põhimõte
O-rõngast kasutatakse staatilises tihendamises kõige laialdasemalt. Kui O-rõngas on õigesti projekteeritud ja kasutatud, võib see saavutada absoluutse tihenduse ilma staatilises tihendis lekkimata.
Pärast seda, kui O-rõngas on laaditud tihendussoonde, allutatakse selle sektsioonile kontaktsurvepinge, mis tekitab elastse deformatsiooni.
Kontaktpinnale tekib teatud algne kontaktrõhk Po. Isegi kui keskmist rõhku pole või rõhk on väga väike, saab O-rõnga tihendada oma elastsusjõuga; Survekeskkonnaga õõnsusse täitmisel keskmise rõhu toimel O--kujuline tihendusrõngas nihkub ja liigub madalrõhu poolele, kusjuures selle elastne deformatsioon suureneb veelgi ning täite- ja tihenduspilu δ. Sel ajal tõuseb kontaktrõhk tihenduspaari ühenduspinnal väärtuseni Pm:
Pm=Po+Pp
Valemis Pp -- kontaktrõhk (0,1 MPa), mis edastatakse kontaktpinnale läbi O-rõnga
Pp=K*P
K - rõhu ülekandetegur, kummist O-rõngast, K=1;
P – suletud vedeliku rõhk (0,1 MPa).
Thus, greatly increases the sealing effect. Since generally K≥1, Pm>P. On näha, et seni, kuni O--rõngas on algrõhk, on võimalik saavutada absoluutne tihendus ilma lekketa. See sõltub keskkonna enda rõhust, et muuta O-rõnga kontaktolekut, et saavutada tihendus, mida nimetatakse isesulgumiseks.
Teoreetiliselt võib isegi siis, kui survedeformatsioon on null, õlirõhu all tihendada, kuid praktikas võib O{0}}rõngas olla paigaldamisel ekstsentriline. Seetõttu on pärast O-rõnga tihendussoonesse laadimist selle ristlõige üldiselt allutatud 7%-30% survedeformatsioonile. Staatilisel tihendil on suurem kokkusurumiskiiruse väärtus ja dünaamilisel tihendil on väiksem tihenduskiirus. Selle põhjuseks on asjaolu, et sünteetiline kautšuk surutakse madalal temperatuuril kokku, mistõttu tuleks arvestada staatilise tihendi O-rõnga eelpressimist, et kompenseerida selle madalal temperatuuril kokkutõmbumist.
2. Tihenduspõhimõte edasi-tagasi liikumisega tihendamiseks
Hüdraulilise pöörlemise, pneumaatiliste komponentide ja süsteemide puhul on edasi-tagasi liikuv tihendus üks levinumaid tihendusnõudeid. Kolbtihendeid kasutatakse jõusilindrite kolbidel ja silindriplokkidel, kolbide sekkumissilindripeadel ja igat tüüpi liugventiilidel. Vahe moodustub silindrilisest vardast ja silindrilisest august ning varras liigub silindrilises augus aksiaalselt. Tihendustegevus piirab vedeliku aksiaalset leket.
Kui seda kasutatakse edasi-tagasi liikumisega tihendina, on O-rõnga eel- ja ise-tihendusefekt sama, mis staatilisel tihendil ning O-rõnga enda elastsuse tõttu saab see pärast kulumist automaatselt kompenseerida. Kuid kui vedel keskkond on suletud, on olukord varda liikumiskiiruse, vedeliku rõhu ja viskoossuse tõttu keerulisem kui staatiline tihend.
Kui vedelik on rõhu all, interakteeruvad vedelikumolekulid metallpinnaga ning õlis sisalduvad polaarsed molekulid asetsevad tihedalt ja kenasti metallpinnal, moodustades libisemispinna ja tihendi vahele tugeva piirkihi õlikile ning tekitades libisemispinnaga suure nakkumise. Vedelkile on alati tihendi ja edasi-tagasi liikumise pinna vahel; see mängib ka teatud tihendusrolli ja liikuva tihenduspinna määrimine on väga oluline.
Kuid see on lekke jaoks halb. Kolbvõlli väljatõmbamisel tõmmatakse aga koos võlliga välja ka võllil olev vedelikukile. Tihendi pühkimise tõttu blokeerib kolbvõlli tagasitõmbamisel vedelikukile tihenduselement, et see ei jääks väljapoole. Edasi-tagasi liigutuste arvu suurenemisega blokeeritakse väljast rohkem vedelikku ja lõpuks õlipiiskade teke, mis on edasi-tagasi liikuva tihendusseadme leke. Kuna hüdraulikaõli viskoossus väheneb temperatuuri tõustes ja õlikile paksus vastavalt väheneb, on hüdraulikaseadme madalal temperatuuril käivitamisel leke liikumise alguses suurem ja leke kipub temperatuuri tõustes järk-järgult vähenema liikumise ajal tekkivate erinevate kadude tõttu. O-rõngas kui edasi-tagasi liikuv tihend, kompaktne struktuur ja väiksus võivad komponentide hinda vähendada.
Kasutatakse peamiselt:
1) Madala rõhuga hüdraulikakomponentide puhul on see üldiselt piiratud lühikese käiguga ja keskmise rõhuga umbes 10 MPa.
2) Väikese läbimõõduga, lühikese käiguga ja keskmise rõhuga{1}}hüdrauliline liugventiil.
3) Pneumaatiline liugklapp ja pneumaatiline silinder.
4) Elastomeerina kombineeritud edasi-tagasi liikuvas tihendusseadmes.
O-rõngas kui edasi-tagasi liikuv tihend sobib kõige paremini väikese läbimõõduga, lühikese käiguga, keskmise ja madala rõhuga rakendustes, pneumaatilise silindri, pneumaatilise liugventiili ja muude edasi-tagasi liikuvate komponentide jaoks. Hüdraulilistes komponentides kasutatakse O-rõngast peamise dünaamilise tihendusena, mis on üldiselt piiratud lühikese käiguga ning keskmise ja madala rõhuga umbes 10 MPa.
O-rõngad ei sobi kasutamiseks ainult väga väikese-kiirusega edasi-tagasi liikuvate tihenditena ega ainult kõrgrõhu{2}}kolbiga liikuvate tihenditena. Selle põhjuseks on peamiselt asjaolu, et selle tingimuse korral on hõõrdumine suur, mis põhjustab tihendi enneaegse rikke. Igat tüüpi rakenduste puhul tuleb seda kasutada vastavalt tihendi nimiandmetele või mahutavusele ning rahuldava jõudluse saavutamiseks korralikult kokku panna.
3. Tihend pöörleva liikumise jaoks
Pöörleva liikumisega tihendites kasutatakse tavaliselt õli
Tihend ja mehaaniline tihend. Õlitihendi rõhk on aga madal ja võrreldes O-rõngaga on see liiga suur ja keeruline ning protsess on halb. Kuigi mehaanilisi tihendeid saab kasutada kõrge rõhu (40 MPa), suure kiiruse (50 m/s) ja kõrge temperatuuri (400 kraadi) jaoks, on struktuur keerulisem, tohutu ja hind on kõrge ning see sobib ainult mõne raske masina ja seadme jaoks, näiteks nafta- ja keemiatööstuses.
Pöörleva liikumise O{0}}rõngaste peamine probleem on džauli termiline efekt. Džauli termiline efekt tekitab hõõrdesoojuse suurel kiirusel pöörleva võlli ja O-rõnga vahelisel kokkupuutel ning tekkiv soojus paneb nende kontaktosade temperatuuri pidevalt tõusma ning kummimaterjal deformeerub kuumuse mõjul tõsiselt ning surve ja pikenemine muutuvad. Kuumutamine kiirendab ka tihendusmaterjalide vananemist ja vähendab O-rõngaste kasutusiga; see kahjustab tihendusõli kilet, mille tulemuseks on õli katkemise nähtus,{6}}ja kiirendab tihendi kulumist.
Ülaltoodud olukorra põhjal on O{0}}rõngaid viimastel aastatel põhjalikult ja põhjalikult uuritud. Joule'i termilise efekti vältimiseks on oluline valida õigesti disainitud O-rõnga struktuuriparameetrid vastavalt kummi jõudlusele, peamiselt O-rõnga tõmbetugevusele ja surveastmele. Katse kohaselt on O-rõngas konstrueeritud nii, et selle siseläbimõõt on võrdne pöörleva võlli läbimõõduga või sellest veidi suurem, tavaliselt 3–5%. O-rõnga paigaldamisel surutakse see kokku sisemisest radiaalsest suunast ja ka sektsiooni kokkusurumine on kavandatud väiksemaks, üldiselt umbes 5%. Lisaks proovige kasutada tihendusmaterjale, mida kuumus vähem mõjutab, ja arvestage täielikult soojuse hajumise probleemiga O-rõnga paigaldamisel. Nii paraneb O-rõnga tööseisund oluliselt ja seda saab rakendada pöörleva võlli tihendamiseks maksimaalselt 4 m/s.
Viimastel aastatel on kasutusele võetud kuuma{0}}fluorokummi ja kulumiskindlat-polüuretaankummi ning kummikomponentide džauli termiline efekt on paremini mõistetav. Selle probleemi lahendamiseks on välja töötatud uus O-rõngastihendusstruktuur, et O-rõngast saaks paremini rakendada ning suurel-kiirusel ja suurel{6}}rõhul pöörlevaid liikumisi.
Tänu väikesele suurusele, lihtsale struktuurile, madalatele kuludele, heale protsessi jõudlusele ja laiale kasutusalale kasutatakse O{0}}rõngast laialdaselt pöörlevates tihendusseadmetes.
