كيف تعمل O-خواتم

كيف تعمل O-حلقات

O-ring هي واحدة من أبسط أنواع الأختام وأكثرها شيوعا لمجموعة واسعة من التطبيقات الثابتة والديناميكية. تصميم O-ring groove بسيط نسبيا - يتم الحصول على ختم اقتصادي وموثوق به باتباع قواعد الشكل الأخدود المتقدمة. ميل O-حلقة للعودة إلى شكله الأصلي عندما يتم ضغط المقطع العرضي هو السبب الأساسي ل O-حلقة لجعل ختم جيدة.

في الأساس، يتكون ختم O-ring من مقطع عرضي دائري مرن في أخدود O-ring مصمم، مما يوفر ضغطًا أوليًا.

القوة اللازمة للضغط O-حلقة هو نتيجة للصلابة وقطر مقطعي. يمر التوتر في حلقة O من خلال مقطع مُضَنّ، مما يقلل من احتمال ضغط الختم في الختم الدائري O.

مرونة طبيعية من مركبات المطاط يوفر ختم في صفر أو ضغط منخفض جدا. يمكن تحسين أداء الختم عن طريق زيادة البثق شعاعي. هذه الزيادة في البثق يمكن أن يكون لها تأثير سلبي أعلى الضغط ختم دينامية.

البثق شعاعي يوفر الاحتكاك بين O-حلقة والأخدود الذي يحمله في مكانه. هندستها لتشوه، وتصبب مركب المطاط صعودا في الفجوة البثق، وختم تماما ضد التسرب حتى الضغط المطبق يكفي للتغلب على الاحتكاك وتشوه حلقة O في الفجوة الصغيرة البثق (على افتراض أن المطاط قد وصلت إلى حدها الأقصى من التدفق تحت الضغط، وزيادة في قوة سيؤدي إلى الفشل من خلال القص أو البثق).

تم تصميم الأخدود لتوفير قوة أولية عبر رمح بين 7٪ و 30٪ في نسبة الختم. هذا الضغط قوة عادة عمودي على مدى القوة المطبقة. هناك حجم حر من فتحات على محاور أخرى.

عندما يتم تطبيق الضغط، يتحرك O-ring نحو جانب الضغط المنخفض من الأخدود. يتم نقل ضغط الختم إلى السطح ليتم ختمها، وهو في الواقع أعلى من ضغط السوائل الذي يمارسه مقدار مساو لضغط التداخل الأولي.

زيادة الضغط من التداخل بين الختم وسطح التزاوج الناجمة عن الضغط المطبق. على الرغم من أن هذا الوضع لا يزال موجوداً، سوف تستمر O-ring في الانتشار بشكل طبيعي وموثوق به يصل إلى مئات الجنيهات من القوة، على افتراض أن يتم اختيار O-ring إلى الحجم الصحيح ويتم تشكيل الأخدود إلى الحجم المناسب.

مع زيادة الضغط، سيتم مبالغة في تشوه حلقة، وأخيرا الضغط على جزء من الحلبة إلى الفجوة البثق. إذا كان إزالة البثق كبيرة جدا، ثم الختم الذي هو مقذوف تماما من الضغط العالي سوف تفشل.

عندما يتم تحرير الضغط على مركب المطاط، ومرونة O-حلقة يعود إلى شكله الطبيعي، والتحضير لدورة مماثلة.

هذه المواد، في درجة حرارة التشغيل العادية، يكاد يكون من المستحيل لضغط ولها معامل مرن منخفض جدا. يمكن تغيير شكلها (وليس حجمها) والضغط شعاعي تطبيقها سيؤدي إلى زيادة في طول الختم عبر الأخدود.

وستكون هذه الزيادة أكبر نتيجة للمطاط الموسع والساخنة بسبب توافق السائل الختم والمواد. يجب أن يكون حجم الخزان بشكل صحيح للسماح أقصى توسع للمجمع المطاطي أو العنصر سوف تتطور ضغوط عالية جدا.

عندما يتم تطبيق قوة كافية، سوف O-حلقة التحرك نحو الجانب الضغط المنخفض حتى سطح الاتصال من الأخدود. الضغط الإضافي أو القوة سوف تضغط على حلقة O المشوهة نحو الفجوة. سيتم تشويه O-ring في البداية إلى شكل "d". يزيد هذا التشوه من المقطع المقطع الأولي لمنطقة الاتصال السطحي بنسبة 70٪ - 80٪. منطقة الاتصال السطحي من O-حلقة تحت ضغط عال حوالي ضعف ذلك من الهندسة الأصلية في ضغط صفر.

ولا تقتصر إمكانية البثق على البثق على التطبيقات الدينامية. في التطبيقات المحورية الثابتة، يمكن أن التوتر من الترباس التجمع تحت ضغط عال فتح الفجوة البثق بما يكفي للسماح تسرب.

يتم تحديد حد الضغط الداخلي من خلال إزالة وصلابة خاتم الختم (تظهر بعض البيانات في الشكل أعلاه). في الممارسة العملية، وعادة ما يتم تحديد الثغرات لحجم حلقة معينة والتطبيق. إذا كان العمل في درجات حرارة منخفضة, قد يكون من الضروري للحد من عمق الغدة للتعويض عن انكماش حلقة وتوفير الضغط المطلوب في حجم الانكماش.

في هذه الدرجة على الطرف الآخر من الميزان، قد يكون من المستحسن زيادة عمق الأخدود قليلا لتجنب البثق أكثر من الحلقة في درجة حرارة التشغيل. ويمكن أن يكون هذا التأثير كبيرا في درجات الحرارة القصوى لأن معامل التمدد الحراري للملاسم هي أعلى من معامل المعادن.