โอริงทํางานอย่างไร

โอริงทํางานอย่างไร

โอริงเป็นหนึ่งในซีลที่ง่ายที่สุดและพบมากที่สุดสําหรับการใช้งานแบบคงที่และแบบไดนามิกที่หลากหลาย การออกแบบร่อง O-ring นั้นค่อนข้างง่าย - ตราประทับที่ประหยัดและเชื่อถือได้นั้นได้มาจากการปฏิบัติตามกฎของรูปร่างร่องที่พัฒนาแล้ว แนวโน้มของ O-ring ที่จะกลับสู่รูปร่างเดิมเมื่อถูกบีบอัดส่วนตัดขวางเป็นเหตุผลพื้นฐานสําหรับ O-ring เพื่อสร้างตราประทับที่ดี

โดยทั่วไปตราประทับ O-ring ประกอบด้วยหน้าตัดแบบวงกลมยืดหยุ่นลงในร่อง O-ring ที่ออกแบบมาให้การบีบอัดเริ่มต้น

แรงที่จําเป็นสําหรับ O-ring ที่ถูกบีบอัดเป็นผลมาจากความแข็งและเส้นผ่านศูนย์กลางตัดขวาง ความตึงเครียดของวงแหวน O ผ่านส่วนตัดขวางที่ลดลงซึ่งจะช่วยลดศักยภาพในการบีบอัดซีลของซีลโอริง

ความยืดหยุ่นตามธรรมชาติของสารประกอบยางให้ตราประทับที่ศูนย์หรือความดันต่ํามาก ประสิทธิภาพการปิดผนึกสามารถปรับปรุงได้โดยการเพิ่มการอัดขึ้นรูปรัศมี การเพิ่มขึ้นของการอัดขึ้นรูปนี้สามารถมีผลกระทบความดันแบบไดนามิกประทับตราที่สูงขึ้น

การอัดขึ้นรูปรัศมีให้แรงเสียดทานระหว่างโอริงและร่องที่ถือไว้ ออกแบบมาเพื่อเปลี่ยนรูปสารประกอบยางจะไหลขึ้นไปในช่องว่างการอัดขึ้นรูปปิดผนึกอย่างสมบูรณ์กับการรั่วไหลจนกว่าความดันที่ใช้จะเพียงพอที่จะเอาชนะแรงเสียดทานและการเสียรูปของวงแหวน O-ring ลงในช่องว่างการอัดขึ้นรูปขนาดเล็ก (สมมติว่ายางถึงขีด จํากัด ของการไหลภายใต้ความกดดันการเพิ่มขึ้นของแรงจะส่งผลให้เกิดความล้มเหลวผ่านการเฉือนหรือการอัดขึ้นรูป)

ร่องถูกออกแบบมาเพื่อให้แรงเริ่มต้นข้ามเพลาระหว่าง 7% ถึง 30% ที่เปอร์เซ็นต์ซีล แรงอัดนี้มักจะตั้งฉากกับช่วงของแรงที่ใช้ มีช่องฟรีบนแกนอื่น ๆ

เมื่อใช้แรงกด O-ring จะเคลื่อนที่ไปทางด้านความดันต่ําของร่อง ความดันการปิดผนึกจะถูกถ่ายโอนไปยังพื้นผิวที่จะปิดผนึกซึ่งจริง ๆ แล้วสูงกว่าความดันของเหลวที่กระทําโดยจํานวนเท่ากับความดันรบกวนเริ่มต้น

เพิ่มความเครียดจากการรบกวนระหว่างซีลและพื้นผิวการผสมพันธุ์ที่เกิดจากความดันที่ใช้ แม้ว่าสถานการณ์นี้จะยังคงมีอยู่ O-ring จะยังคงแพร่กระจายตามปกติและเชื่อถือได้จนถึงหลายร้อยปอนด์ของแรงสมมติว่าแหวน O ถูกเลือกให้มีขนาดที่ถูกต้องและร่องจะถูกกลเครื่องให้มีขนาดที่เหมาะสม

ด้วยการเพิ่มขึ้นของความดันการเปลี่ยนรูปแหวนจะเกินจริงและในที่สุดก็บีบส่วนของแหวนไปยังช่องว่างการอัดขึ้นรูป หากการกวาดล้างการอัดขึ้นรูปมีขนาดใหญ่เกินไปตราประทับที่ถูกอัดขึ้นรูปอย่างสมบูรณ์จากแรงดันสูงจะล้มเหลว

เมื่อความดันถูกปล่อยออกมาบนสารประกอบยางความยืดหยุ่นของโอริงจะกลับสู่รูปร่างตามธรรมชาติโดยเตรียมพร้อมสําหรับวงจรที่คล้ายกัน

วัสดุเหล่านี้ที่อุณหภูมิในการทํางานปกติของพวกเขาแทบจะเป็นไปไม่ได้ที่จะบีบอัดและมีโมดูลัสยืดหยุ่นต่ํามาก รูปร่างของพวกเขาสามารถเปลี่ยนแปลงได้ (ไม่ใช่ปริมาตร) และการบีบรัศมีที่ใช้จะส่งผลให้ความยาวของซีลข้ามร่องเพิ่มขึ้น

การเพิ่มขึ้นนี้จะมากขึ้นอันเป็นผลมาจากยางที่ขยายตัวและความร้อนเนื่องจากความเข้ากันได้ของของเหลวปิดผนึกและวัสดุ ถังจะต้องมีขนาดที่เหมาะสมเพื่อให้การขยายตัวสูงสุดของสารประกอบยางหรือส่วนประกอบจะพัฒนาความเครียดสูงมาก

เมื่อใช้แรงเพียงพอ O-ring จะเคลื่อนที่ไปทางด้านความดันต่ําจนกว่าพื้นผิวสัมผัสของร่อง ความดันหรือแรงเพิ่มเติมจะบีบ O-ring ที่มีรูปร่างผิดปกติไปยังช่องว่าง ในตอนแรก O-ring จะถูกเปลี่ยนรูปเป็นรูปร่าง "d" การเปลี่ยนรูปนี้จะเพิ่มส่วนตัดขวางเริ่มต้นของพื้นที่สัมผัสพื้นผิว 70% - 80% พื้นที่สัมผัสพื้นผิวของ O-ring ภายใต้ความกดดันสูงประมาณสองเท่าของรูปทรงเรขาคณิตดั้งเดิมที่ความดันเป็นศูนย์

ความเป็นไปได้ของการปิดผนึกการอัดขึ้นรูปไม่ได้ จํากัด เฉพาะการใช้งานแบบไดนามิก ในการใช้งานแกนคงที่ความตึงเครียดของสลักเกลียวภายใต้แรงดันสูงสามารถเปิดช่องว่างการอัดขึ้นรูปเพียงพอที่จะอนุญาตให้มีการรั่วไหล

ขีด จํากัด ความดันภายในจะถูกกําหนดโดยการกวาดล้างและความแข็งของแหวนซีล (ข้อมูลบางอย่างจะแสดงในรูปด้านบน) ในทางปฏิบัติช่องว่างมักจะระบุไว้สําหรับขนาดแหวนและการใช้งานที่กําหนด หากทํางานที่อุณหภูมิต่ําอาจจําเป็นต้องลดความลึกของต่อมเพื่อชดเชยการหดตัวของวงแหวนและเพื่อให้การบีบที่ต้องการในขนาดหดตัว

ที่อุณหภูมินี้ที่ปลายอีกด้านหนึ่งของเครื่องชั่งอาจเป็นที่พึงปรารถนาที่จะเพิ่มความลึกของร่องเล็กน้อยเพื่อหลีกเลี่ยงการอัดขึ้นรูปของแหวนที่อุณหภูมิในการทํางาน ผลกระทบนี้สามารถมีนัยสําคัญที่อุณหภูมิสูงเนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของ elastomers สูงกว่าของโลหะ