Uszczelka typu O-ring ma szeroki zakres zastosowań. Odpowiednio dobrany materiał może sprostać różnym warunkom ruchu. Ciśnienie robocze może wynosić od 1,333 × 105 Pa podciśnienia do 400 MPa wysokiego ciśnienia; zakres temperatur może wynosić od -60 ° C do 200 ° C.
W porównaniu z innymi typami uszczelnień, uszczelka typu O-ring ma następujące właściwości:
1) Mały rozmiar konstrukcji, łatwy montaż i demontaż.
2) Można stosować zarówno uszczelnienia statyczne, jak i dynamiczne, a przy zastosowaniu jako uszczelnienie statyczne prawie nie ma wycieków.
3) Pojedynczy pierścień uszczelniający w kształcie litery O jest używany, aby zapewnić dwustronne uszczelnienie.
4) Dynamiczny opór tarcia jest mały.
5) Niska cena.
Uszczelka typu O-ring to rodzaj uszczelnienia typu ściskanego. Podstawową zasadą działania uszczelnienia typu ściskanego jest poleganie na elastycznej deformacji uszczelki, która powoduje nacisk stykowy na powierzchnię styku uszczelnienia. Jeśli ciśnienie kontaktowe jest większe niż ciśnienie wewnętrzne uszczelnionego medium, nie wystąpi. Wyciek i odwrotnie, występuje wyciek. W przypadku uszczelnienia statycznego i dynamicznego przyczyny i metody obliczania nacisku powierzchni styku uszczelnienia są różne i należy je wyjaśnić oddzielnie.
1. Zasada uszczelnienia w przypadku uszczelnienia statycznego
Pierścienie typu O-ring są najpowszechniej stosowane w uszczelnieniach statycznych. Jeśli projekt i zastosowanie są prawidłowe, uszczelka typu O-ring może zapewnić szczelne uszczelnienie w uszczelnieniu statycznym.
Po zamontowaniu O-ringu w rowku uszczelniającym, jego przekrój poddawany jest ściskaniu stykowemu i odkształca się sprężyście. Na powierzchni styku wytwarzany jest pewien początkowy nacisk kontaktowy Po. Nawet jeśli nie ma średniego ciśnienia lub ciśnienie jest bardzo małe, uszczelkę typu O-ring można uszczelnić własną siłą sprężystości; gdy wnęka jest wypełniona medium pod ciśnieniem, uszczelka O-ring pod działaniem średniego ciśnienia przesunie się, przesunie się na stronę niskiego ciśnienia, jednocześnie dodatkowo zwiększa się jej odkształcenie sprężyste, wypełniając i zamykając szczelinę
Teoretycznie, nawet jeśli odkształcenie przy ściskaniu jest zerowe, można je uszczelnić pod ciśnieniem oleju, ale w rzeczywistości O-ring może być mimośrodowy po zainstalowaniu. Dlatego po zamontowaniu pierścienia uszczelniającego o przekroju okrągłym w rowku uszczelniającym jego przekrój poprzeczny jest generalnie ściskany i odkształcany o 7% do 30%. Uszczelnienie statyczne przyjmuje większą wartość współczynnika ściskania, a uszczelnienie dynamiczne mniejszą wartość współczynnika ściskania. Dzieje się tak, ponieważ kauczuk syntetyczny musi być ściskany w niskich temperaturach, dlatego należy rozważyć wstępne ściśnięcie pierścieni uszczelniających o przekroju okrągłym w celu skompensowania skurczu w niskich temperaturach.
2. Zasada uszczelnienia stosowana do uszczelniania ruchem posuwisto-zwrotnym
W hydraulicznych obrotowych, pneumatycznych komponentach i systemach, uszczelnienie posuwisto-zwrotne jest jednym z najbardziej powszechnych wymagań w zakresie uszczelniania. Uszczelnienia posuwisto-zwrotne są stosowane w tłokach i blokach cylindrów siłowników, głowicach cylindrów interwencyjnych tłoków i różnych zaworach suwakowych. Szczelina jest utworzona przez cylindryczny pręt i cylindryczny otwór, a pręt porusza się osiowo w cylindrycznym otworze. Efekt uszczelnienia ogranicza osiowy wyciek płynu. W przypadku zastosowania jako uszczelnienie posuwisto-zwrotne efekt uszczelnienia wstępnego i efekt samouszczelnienia pierścienia uszczelniającego o przekroju okrągłym są takie same jak uszczelnienie statyczne, a dzięki sile sprężystości samego pierścienia uszczelniającego o przekroju okrągłym ma zdolność automatycznej kompensacji po nosić. Jednakże, gdy ciekłe medium jest uszczelnione, sytuacja jest bardziej skomplikowana niż uszczelnienie statyczne ze względu na prędkość ruchu pręta, ciśnienie cieczy i lepkość.
O-ringi są używane jako uszczelnienia posuwisto-zwrotne o zwartej budowie i niewielkich rozmiarach, co może obniżyć ceny komponentów. Głównie używane w:
1) Elementy hydrauliczne niskociśnieniowe są na ogół ograniczone do krótkich skoków i średnich ciśnień około 10 MPa.
2) W hydraulicznych zaworach suwakowych o małej średnicy, krótkim skoku i średnim ciśnieniu.
3) Pneumatyczny zawór suwakowy i siłownik pneumatyczny.
4) Jako elastyczny korpus w zespolonym urządzeniu uszczelniającym o ruchu posuwisto-zwrotnym.
3. Uszczelka do ruchu obrotowego
W uszczelnieniach do ruchu obrotowego zwykle stosuje się uszczelnienia olejowe i uszczelnienia mechaniczne. Jednak ciśnienie robocze uszczelnienia olejowego jest stosunkowo niskie i w porównaniu z O-ringiem jest zbyt duże i skomplikowane, a produktywność jest również słaba. Chociaż uszczelnienia mechaniczne mogą być stosowane przy wysokim ciśnieniu (40 MPa), dużej prędkości (50 m / s) i wysokiej temperaturze (400 ° C), ich konstrukcja jest bardziej złożona, duża i kosztowna. Nadają się tylko do niektórych ciężkich maszyn i urządzeń dla przemysłu naftowego i chemicznego.
Uszczelnienia typu O-ring są szeroko stosowane w urządzeniach uszczelniających z ruchem obrotowym ze względu na ich mały rozmiar, prostą konstrukcję, niski koszt, dobrą wydajność procesu i szeroki zakres zastosowań.