Ущільнювальні кільця є найпопулярнішими ущільненнями, які використовуються в гідравлічних, пневматичних компонентах і системних пристроях, і широко використовуються в різних випадках ущільнення.
Ущільнювальні кільця можна використовувати як ущільнювальні елементи, а також елементи, що прикладають силу, для гідравлічних ковзних ущільнень і пилових кілець. За певних температур, тисків і різних рідких і газових середовищ ці продукти можуть діяти як ущільнення в статичному або рухомому стані. Можна сказати, що в промисловості, будь то одне ущільнення для ремонту та технічного обслуговування, або в таких сферах застосування, як аерокосмічна промисловість, автомобільна промисловість і загальна промисловість, ущільнювальні кільця є майже скрізь.
Особливості продукту та застосування:
Ущільнювальні кільця мають багато переваг:
(1) Підходить для різноманітних форм ущільнення, включаючи статичне ущільнення та динамічне ущільнення.
(2) Підходить для різноманітних режимів руху, таких як обертальний рух, осьовий зворотно-поступальний рух або комбінований рух.
(3) Підходить для різних ущільнювальних середовищ, включаючи нафту, воду, газ, хімічні середовища або інші змішані середовища;
(4) Структура поперечного перерізу надзвичайно проста, має ефект самоущільнення, надійну герметизацію, компактну структуру та легке складання та розбирання;
(5) Існує багато видів матеріалів;
(6) низька вартість;
(7) Динамічний опір тертя є відносно малим.
Перелік стандартів ущільнювальних кілець наведено в таблиці нижче:
| Таблиця 1-1 Перелік стандартів ущільнювальних кілець | |||||||
| Стандартний | Діаметр поперечного перерізу ущільнювального кільця d2 |
 |
|||||
| Американський стандарт AS 568 Британський стандарт BS 1516 |
1.7 8 |
2.62 | 3.53 | 5.33 | 6.99 | - | |
| Японський стандарт JIS B 2401 | 1.9 | 2.4 | 3.1 | 3.5 | 5.7 | 8.4 | |
| Міжнародний стандарт IS0 3601/1 Німецький стандарт DIN 3771/1 Китайський стандарт GB 3452.1 | 1.8 | 2.65 | 3.55 | 5.30 | 7.00 | - | |
| Китайський стандарт GB1235 | 1.9 | 2.4 | 3.1 | 3.5 | 5.7 | 8.6 | |
| Бажані метричні розміри | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | |
| 4.0 | 4.5 | 5.0 | 5.5 | 6.0 | 7.0 | ||
| 8.0 | 10.0 | 12.0 | - | - | - | ||
| Американський стандарт AS 568 (серія 900) |
1.0 2 |
1.42 | 1.63 | 1.83 | 1.98 | 2.08 | |
|
2.2 1 |
2.46 | 2.95 | 3.00 | - | - | ||
Ущільнювальний механізм
Ущільнювальне кільце є автоматичним двостороннім ущільнювальним елементом. Під час монтажу його радіальне та осьове попереднє стиснення визначає початкову ущільнювальну здатність самого ущільнювального кільця, яка збільшується зі збільшенням тиску в системі.
(1) Нестиснутий стан
(2) Стиснутий стан без тиску
(3) Тиск
Параметри продуктивності
Таблиця 1-2 Робочі параметри ущільнювального кільця
| Стандартний | Статичне ущільнення | Динамічне ущільнення |
| Робочий тиск | Без стопорного кільця максимум може досягати 20 МПа; Зі стопорним кільцем максимум може досягати 40 МПа: За допомогою спеціального стопорного кільця максимальний тиск може досягати 200 МПа | Без стопорного кільця максимальний тиск може досягати 5 МПа; зі стопорним кільцем, підвищений тиск |
| швидкість | Зворотно-поступальний 0,5 м/с макс., обертовий 2 м/с макс | |
| температура | Звичайні випадки: -30~+110, особливі випадки: -60~+250, випадки, що змінюються: -30~+80 | |
| Середній | Див. (Таблиця властивостей матеріалу) | |
Вибір ущільнювального кільця
1. Робоче середовище та умови праці
При виборі матеріалу ущільнювального кільця в першу чергу слід враховувати сумісність з робочим середовищем, а також робочі умови, такі як тиск, температура, тривалість безперервної роботи та робочий цикл ущільнювальної частини. Якщо він використовується в обертовій ситуації, необхідно враховувати підвищення температури, викликане теплом від тертя. Різні ущільнювальні матеріали мають різні фізичні та хімічні властивості, будь ласка, зверніться до «Таблиці властивостей матеріалу» для отримання додаткової інформації.
2. Тип ущільнення та розмір монтажної канавки
(1) За формою ущільнення його можна розділити на: статичне ущільнення (ущільнення без відносного руху між суміжними поверхнями) та динамічне ущільнення (ущільнення із зворотно-поступальним рухом між ущільненими частинами);
(2) За призначенням ущільнення його можна розділити на: ущільнення отвору, ущільнення валу та поворотне ущільнення;
(3) За формою встановлення його можна розділити на: осьову установку (його поперечний переріз аксіально деформований після встановлення) та радіальний монтаж (його поперечний переріз радіально деформований після встановлення).
①Аксіальне статичне ущільнення
Таблиця 1-3 Розміри канавок для установки осьового статичного ущільнення
| Діаметр дроту ущільнювального кільця d2 | Глибина канавки W+0,05 | Ширина канавки L+0,25 | Діаметр дроту ущільнювального кільця d2 | Глибина канавки W+0,05 | Ширина канавки L+0,25 | Діаметр дроту ущільнювального кільця d2 | Глибина канавки W+0,05 | Ширина канавки L+0,25 |
| 1 | 0.7 | 1.4 | 2.7 | 2.1 | 3.8 | 5.7 | 4.6 | 7.6 |
| 1.2 | 0.9 | 1.6 | 2.8 | 2.1 | 4 | 6 | 4.8 | 8.1 |
| 1.25 | 0.9 | 1.7 | 3 | 2.3 | 4.1 | 6.5 | 5.3 | 8.6 |
| 1.3 | 1 | 1.7 | 3.1 | 2.4 | 4.2 | 6.99 | 5.7 | 9.7 |
| 1.5 | 1.1 | 2.1 | 3.5 | 2.7 | 4.8 | 7 | 5.7 | 9.7 |
| 1.6 | 1.2 | 2.2 | 3.53 | 2.7 | 4.9 | 7.5 | 6.2 | 10.1 |
| 1.78 | 1.3 | 2.5 | 3.55 | 2.7 | 5 | 8 | 6.6 | 10.7 |
| 1.8 | 1.3 | 2.6 | 3.6 | 2.8 | 5.1 | 8.4 | 7.1 | 11.1 |
| 1.9 | 1.4 | 2.7 | 3.7 | 2.9 | 5.2 | 8.5 | 7.2 | 11.3 |
| 2 | 1.5 | 2.8 | 4 | 3.1 | 5.5 | 9 | 7.6 | 12 |
| 2.2 | 1.6 | 3.1 | 4.3 | 3.3 | 5.9 | 9.5 | 8.1 | 12.5 |
| 2.4 | 1.8 | 3.3 | 4.5 | 3.5 | 6.1 | 10 | 8.5 | 13.6 |
| 2.5 | 1.9 | 3.5 | 5 | 4 | 6.7 | 10.5 | 8.9 | 14 |
| 2.6 | 2 | 3.6 | 5.3 | 4.2 | 7.2 | 11 | 9.4 | 14.7 |
| 2.62 | 2 | 3.7 | 5.33 | 4.2 | 7.3 | 12 | 10.4 | 15.7 |
| 2.65 | 2 | 3.8 | 5.5 | 4.5 | 7.4 | 15 | 13.2 | 19.4 |
②Радіальне статичне ущільнення
Радіальне ущільнення отвору: монтажна канавка знаходиться на валу, а внутрішній діаметр ущільнювального кільця дорівнює або трохи менше ніж діаметр нижньої частини канавки d.
Радіальне ущільнення вала: установчий паз знаходиться в отворі, а внутрішній діаметр ущільнювального кільця та діаметр ущільненого вала d максимально близькі.
| Таблиця 1-4 Розміри канавки встановлення радіального статичного ущільнення | |||||||||||
| Діаметр дроту ущільнювального кільця d2 | Глибина канавки W+0,05 | Ширина канавки L±0,25 | C | Діаметр дроту ущільнювального кільця d2 | Глибина канавки W+0,05 | Ширина канавки L±0,25 | C | Діаметр дроту ущільнювального кільця d2 | Глибина канавки W+0,05 | Ширина канавки L±0,25 | C |
| 1 | 0.75 | 1.3 | 1.2 | 2.7 | 2.1 | 3.6 | 2 | 5.7 | 4.6 | 7.6 | 3.5 |
| 1.2 | 0.9 | 1.6 | 1.2 | 2.8 | 2.2 | 3.7 | 2 | 6 | 4.9 | 7.9 | 3.5 |
| 1.25 | 0.9 | 1.7 | 1.2 | 3 | 2.3 | 3.9 | 2.5 | 6.5 | 5.4 | 8.4 | 4 |
| 1.3 | 1 | 1.7 | 1.2 | 3.1 | 2.4 | 4 | 2.5 | 6.99 | 5.8 | 9.2 | 4 |
| 1.5 | 1.1 | 2 | 1.5 | 3.5 | 2.7 | 4.6 | 2.5 | 7 | 5.8 | 9.3 | 4 |
| 1.6 | 1.2 | 2.1 | 1.5 | 3.53 | 2.7 | 4.7 | 2.5 | 7.5 | 6.3 | 9.8 | 4 |
| 1.78 | 1.3 | 2.4 | 1.5 | 3.55 | 2.8 | 4.7 | 2.5 | 8 | 6.7 | 10.5 | 4 |
| 1.8 | 1.3 | 2.4 | 1.5 | 3.6 | 2.8 | 4.8 | 2.5 | 8.4 | 7.1 | 10.9 | 4.5 |
| 1.9 | 1.4 | 2.5 | 1.5 | 3.7 | 2.9 | 4.9 | 2.5 | 8.5 | 7.2 | 11 | 4.5 |
| 2 | 1.5 | 2.6 | 2 | 4 | 3.2 | 5.2 | 3 | 9 | 7.7 | 11.7 | 4.5 |
| 2.2 | 1.7 | 3 | 2 | 4.3 | 3.4 | 5.6 | 3 | 9.5 | 8.2 | 12.3 | 4.5 |
| 2.4 | 1.8 | 3.2 | 2 | 4.5 | 3.6 | 5.8 | 3 | 10 | 8.6 | 13 | 5 |
| 2.5 | 1.9 | 3.3 | 2 | 5 | 4 | 6.5 | 3 | 10.5 | 9 | 13.8 | 5 |
| 2.6 | 2 | 3.4 | 2 | 5.3 | 4.3 | 7 | 3 | 11 | 9.5 | 14.3 | 5 |
| 2.62 | 2 | 3.5 | 2 | 5.33 | 4.3 | 7.1 | 3.5 | 12 | 10.5 | 15.6 | 5 |
| 2.65 | 2 | 3.6 | 2 | 5.5 | 4.5 | 7.2 | 3.5 | 15 | 13.2 | 19.2 | 5 |
③Вакуумне ущільнення (статичне ущільнення)
Вакуумна упаковка — це ущільнювальне кільце ущільнювача за особливих умов, а тиск у герметичній системі нижчий за 1 стандартну атмосферу (101,325 кПа).
Вимоги до розміру канавки для його застосування та встановлення такі:
a. Простір інсталяційної канавки майже на 100% заповнений об’ємом ущільнювального кільця після деформації, що може збільшити площу контакту та подовжити час дифузії через еластомер.
b. Деформація стиснення поперечного перерізу ущільнювального кільця становить близько 30%.
в. Слід використовувати вакуумне мастило (для зменшення витоку).
d. Шорсткість поверхні кожної поверхні монтажної канавки повинна вважатися вищою, ніж вимоги до гідравлічних статичних ущільнень, а відсоток діапазону контакту ftp має бути більшим, ніж 50%.
д. Ущільнювальне кільце повинно бути виготовлено з матеріалів, сумісних з газом, низькою проникністю та низькою деформацією стиснення. Тут ми рекомендуємо використовувати фторкаучук.
④Радіальне гідравлічне динамічне ущільнення
Оскільки ущільнювальне кільце буде зміщуватися під час руху, його застосування обмежується нижчим тиском (без стопорного кільця) і швидкістю (зворотно-поступальний рух = 0,5 м/с; обертовий рух = 2,0 м/с).
3. Фактор твердості
Твердість матеріалу ущільнювального кільця є одним із важливих показників для оцінки ефективності ущільнення. Твердість ущільнювального кільця визначає стиснення ущільнювального кільця та максимально допустимий екструзійний зазор канавки. Як правило, поставляється нітрильний каучук Shore A70, який відповідає більшості умов використання.
4. Екструзійний зазор
Максимально допустимий екструзійний зазор g max залежить від тиску в системі, діаметра поперечного перерізу ущільнювального кільця та твердості матеріалу. Як правило, чим вищий робочий тиск, тим менший максимально допустимий екструзійний зазор g max. Якщо зазор g перевищує допустимий діапазон, це призведе до видавлювання або навіть пошкодження ущільнювального кільця.
У радіальних динамічних ущільненнях рекомендується використовувати стопорне кільце, яке може запобігти видавлюванню ущільнювального кільця в радіальний зазор, а також збільшити робочий тиск. Якщо тиск перевищує 5 МПа і внутрішній діаметр > 50 мм, а тиск перевищує 10 МПа і внутрішній діаметр < 50 мм, рекомендується використовувати стопорне кільце.
Для статичного ущільнення рекомендується відповідати H7/g6.
5. Ступінь розтягування та стиску
Коли ущільнювальне кільце встановлено в канавку, воно буде певною мірою розтягуватися та стискатися. Якщо значення розтягування та стиснення занадто великі, поперечний переріз ущільнювального кільця буде надмірно збільшений або зменшений. Щоб не вплинути на його ефект герметизації, рекомендується суворо дотримуватися наступних двох пунктів:
(1) Для радіального ущільнення отвору: ущільнювальне кільце бажано перебувати в розтягнутому стані (тобто d>d2), а максимальна допустима швидкість розтягування становить 6%, оскільки розтягування на 1% відповідно зменшить діаметр поперечного перерізу W на 0,5%.
Подовження = (d-2/d2) × 100% ＜6%
У рівнянні: d-нижній діаметр монтажної канавки в радіальному отворі
d2-внутрішній діаметр ущільнювального кільця
(2) Для радіальних ущільнень валу ущільнювальне кільце бажано стискати по окружності (тобто D1>D), а максимальна допустима ступінь стиснення по окружності становить 3%.
Ступінь стиснення = (D1-D)/D1×100% <3%
У рівнянні: D1-зовнішній діаметр ущільнювального кільця
D-нижній діаметр монтажної канавки в радіальному ущільненні валу
6. Ущільнювальні кільця використовуються як обертові ущільнення валу
Ущільнювальні кільця також можна використовувати як ущільнювачі для низькошвидкісного обертання та короткоциклового обертового вала. Коли окружна швидкість менше 0,5 м/с, вибір ущільнювального кільця може ґрунтуватися на звичайних стандартах конструкції; коли окружна швидкість перевищує 0,5 м/с, необхідно враховувати явище, що подовжене гумове кільце буде стискатися після нагрівання (теплове явище Джоуля), тому внутрішній діаметр ущільнювального кільця вибирається приблизно на 2% більшим за діаметр ущільненого вала, і цього явища можна уникнути. Після того, як ущільнювальне кільце встановлено в канавку, воно радіально стискається, утворюючи дрібне гофрування, тим самим покращуючи умови змащування.
7. Зусилля стиснення установки
Під час монтажу сила стиснення залежить від ступеня початкового стиснення та твердості матеріалу. На малюнку показано співвідношення між одиничною силою стиснення та діаметром поперечного перерізу на сантиметр окружності ущільнення, яке використовується для оцінки величини сили стиснення під час встановлення ущільнювального кільця.
Проектування локальної структури
Оскільки ущільнювальне кільце буде стиснуто під час встановлення, щоб уникнути серйозних пошкоджень, кінець отвору або кінець вала має бути оброблений у фаску 15°~20°, а краї мають бути округлені та видалені задирки. Якщо ущільнювальне кільце має проходити через поперечний отвір під час встановлення, перехідний отвір також має бути скошеним або закругленим.
Фаска отвору
Фаска вала
Зняття фаски/закруглення перехідних отворів
Таблиця 1-10 Мінімальна довжина фаски Cхв
| Діаметр перетину W | ≤1,78, 1,80 | ≤2,62, 2,65 | ≤3,53, 3,55 | ≤5,30, 5,33 | ≤7,00 | >8,40 | |
| Мінімальна довжина фаски Cхв | 15° | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 | 5.0 | 6.0 |
|
|
20° | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 | 4.5 |
Шорсткість поверхні фаски: Rz≤4,0 мкм Ra≤0,8 мкм
Допустимі відхилення форми і дефекти поверхні
Ми класифікуємо форми та поверхневі дефекти ущільнювальних кілець на дві категорії: N і S.
(1) N: означає нашу стандартну якість, яка повністю відповідає високим вимогам якості та щоденному застосуванню.
(2) S: підходить для випадків з дуже високими вимогами до дефектів форми та поверхні, зазвичай вимагає великого виробництва та високої вартості.
Зміщення форми d
Спалах розщеплення цвілі h
Усадка від розщеплення форми
Надмірна обрізка
Знаки потоку
Інші дефекти
| Таблиця 1-8 Форма ущільнювального кільця та дефекти поверхні | ||||
| дефекти | Категорія | Допустиме відхилення перетину W | ||
| ≤2,65 | >2,65 | |||
| Модуль похибки | Ширина h | N | 0.06 | 0.12 |
| Кількість спалаху | Ширина h | S | 0.05 | 0.09 |
| Розривна усадка | Ширина h | N | 0,1 ·Вт | 0,1 ·Вт |
| Ширина h | 0.05 | 0.09 | ||
| Ширина h | S | 0,05 ·Вт | 0,05 ·Вт | |
| Ширина h | 0.05 | 0.09 | ||
| Надмірна ширина обрізки (надмірна обрізка допускається, але вона повинна бути в межах відхилення поперечного перерізу, а поверхня повинна бути гладкою) | Ширина h | N | 0.4 | 1.2 |
| Ширина h | S | 0.4 | 0.7 | |
| Позначки потоку (по окружності) | Товщина a | N | 0,1 · ID | 0,1 · ID |
| Глибина f | 0.03 | 0.06 | ||
| Товщина a | S | 0,05 · ID | 0,05 · ID | |
| Глибина f | 0.03 | 0.06 | ||
| Інші дефекти | Товщина a | N | 0,3 ·Вт | 0,3 ·Вт |
| Глибина f | 0.05 | 0.09 | ||
| Товщина a | S | 0,1 ·Вт | 0,1 ·Вт | |
| Глибина f | 0.03 | 0.06 | ||
| Шорсткість поверхні | мкм | N | 10 | 16 |
| мкм | S | 5 | 6 | |
| Шум | / | N | Дозволити | |
| / | S | Дозволити | ||
Керівництво по зберіганню
Щоб уникнути фізичних і хімічних властивостей ущільнювальних кілець, спричинених тривалим зберіганням, необхідні умови для зберігання, щоб гарантувати, що ущільнювальні кільця не постраждають під час тривалого зберігання.
При зберіганні слід дотримуватися наступних моментів:
(1) Місце зберігання має бути сухим, вільним від пилу та добре провітрюваним;
(2) Температура повинна бути вище +15 ℃, але не перевищувати +20 ℃;
(3) Зберігайте якомога більше в порожнистих пакувальних пакетах і уникайте інгредієнтів, які пошкоджують матеріал ущільнювального кільця;
(4) Уникайте прямого сонячного світла в середовищі зберігання та тримайтеся подалі від джерел ультрафіолетового світла;
(5) При зберіганні ущільнювальні кільця повинні бути в ненапруженому стані, тобто не розтягнуті, не стиснуті та не деформовані:
(6) Забороняється прив’язувати мотузкою або вішати на металеві частини.
Адреса
No.1 Ruichen Road, Dongliuting Industrial Park, Chengyang District, Qingdao City, Shandong Province, China
Тел
Електронна пошта
Внутрішній тиск: Зовнішній діаметр ущільнювального кільця та зовнішній діаметр канавки D повинні бути в основному близькими або більшими за 1~3%.
Зовнішній тиск: внутрішній діаметр ущільнювального кільця має бути близьким або трохи меншим за внутрішній діаметр d канавки, але не менше 6%.
