Gumové napětí a stlačení O-kroužku

Těsnění O-kroužkem je typické vytlačované těsnění. Rychlost stlačení a prodloužení průměru průřezu O-kroužku jsou hlavním obsahem konstrukce těsnění, což má velký význam pro výkon těsnění a životnost. Dobrý těsnicí účinek O-kroužků do značné míry závisí na správném přizpůsobení velikosti O-kroužku a velikosti drážky, aby se vytvořilo přiměřené stlačení a prodloužení těsnicího kroužku.
1. Protahování
Poté, co je gumový O-kroužek nainstalován v těsnicí drážce, má obecně určité natažení. Stejně jako rychlost komprese má velikost natažení také velký vliv na těsnicí výkon a životnost O-kroužku. Velké množství roztažení nejen zkomplikuje instalaci O-kroužku, ale také sníží rychlost komprese v důsledku změny průměru průřezu d0, což způsobí netěsnost. Protahovací množství a lze vyjádřit následujícím vzorcem:
Î ‘= (d+d0)/(d1+d0)
Ve vzorci d ----- průměr hřídele (mm); d1 ---- vnitřní průměr O-kroužku (mm).
Rozsah natahovacího množství je 1%-5%. Například doporučená hodnota roztažení O-kroužku je uvedena v tabulce. Podle velikosti průměru hřídele lze vybrat roztažení O-kroužku podle tabulky. Rozsah priority rychlosti komprese O-kroužku a množství natažení
Těsnicí forma Těsnicí médium Protahování Î ± (%) Míra komprese w (%)
Hydraulický olej se statickým těsněním 1,03～1,04 15～25
Vzduch <1,01 15～25
Hydraulický olej s vratným pohybem 1,02 12ď½ž17
Vzduch <1,01 12～17
Rotační pohyb Hydraulický olej 0,95～1 3～8
2. Rychlost komprese
Kompresní poměr W je obvykle vyjádřen následujícím vzorcem:
W = (d0-h)/d0 × 100%
Kde d0 ----- průměr průřezu O-kroužku ve volném stavu (mm);
h ------ Vzdálenost mezi dnem drážky O-kroužku a povrchem, který má být utěsněn (hloubka drážky), tj. výška průřezu O-kroužku po stlačení (mm)
Při výběru kompresního poměru O-kroužku je třeba vzít v úvahu následující tři aspekty:
1. Musí existovat dostatečná těsnicí kontaktní plocha;
2. Tření je co nejmenší;
3. Pokuste se vyhnout trvalé deformaci.
Z výše uvedených faktorů není těžké zjistit, že si navzájem odporují. Velká rychlost komprese může získat velký kontaktní tlak, ale nadměrná rychlost komprese nepochybně zvýší kluzné tření a trvalý tvar. Pokud je rychlost komprese příliš malá, může to způsobit netěsnost kvůli chybě soustřednosti těsnicí drážky a chybě O-kroužku, která nesplňuje požadavky, a ztrátě částečného stlačení. Při výběru kompresního poměru O-kroužku je proto nutné zvážit různé faktory. Obecně je rychlost komprese statického těsnění větší než u dynamického těsnění, ale jeho extrémní hodnota by měla být menší než 25%. Jinak se tlakové napětí výrazně uvolní a dojde k nadměrné trvalé deformaci, zejména za vysokých teplot.
Výběr rychlosti stlačení W silikonového těsnění O-kroužku by měl vzít v úvahu podmínky použití, statické těsnění nebo dynamické těsnění; statická těsnění lze rozdělit na radiální těsnění a axiální těsnění; úniková mezera radiálních ucpávek (nebo válcových statických ucpávek) je průměr Axiální mezera, úniková mezera axiálního těsnění (nebo ploché statické těsnění) je axiální mezera. Podle tlakového média působícího na vnitřní průměr nebo vnější průměr O-kroužku je axiální těsnění rozděleno na vnitřní tlak a vnější tlak. Vnitřní tlak se zvyšuje a vnější tlak snižuje počáteční napětí O-kroužku. U výše uvedených různých forem statických ucpávek je směr působení těsnicího média na O-kroužek odlišný, takže i předtlaková konstrukce je odlišná. U dynamických těsnění je nutné rozlišovat těsnění s vratným pohybem a rotační těsnění.
1. Statické těsnění: válcové statické těsnicí zařízení je stejné jako vratné těsnicí zařízení, obecně W = 10%～15%; rovinné statické těsnicí zařízení je W = 15%～30%.

2. U dynamických těsnění lze rozdělit na tři situace; vratný pohyb obecně trvá W = 10%～15%. Při výběru kompresního poměru rotačního pohybového těsnění je třeba vzít v úvahu Jouleův ohřívací efekt. Obecně řečeno, vnitřní průměr O-kroužku rotačního pohybu je o 3%až 5%větší než průměr hřídele a rychlost stlačení vnějšího průměru W = 3%až 8%. Aby se snížil třecí odpor, volí O-kroužky pro pohyb s nízkým třením obecně menší kompresní poměr, tj. W = 5%-8%. Kromě toho by měla být také zvážena expanze gumového materiálu způsobená médiem a teplotou. Obvykle mimo danou kompresní deformaci je maximální přípustná rychlost expanze 15%. Překročení tohoto rozsahu znamená, že výběr materiálu je nevhodný a místo toho by měly být použity O-kroužky z jiných materiálů nebo by měla být opravena daná míra deformace v tlaku.