Уплотнительные кольца являются наиболее популярными уплотнениями, используемыми в гидравлических, пневматических компонентах и системных устройствах, и широко используются в различных уплотнениях.
Уплотнительные кольца могут использоваться в качестве уплотнительных элементов, а также элементов, создающих усилие для гидравлических скользящих уплотнений и пылезащитных колец. При определенных температурах, давлениях и различных жидких и газовых средах эти продукты могут действовать как уплотнения в статическом или движущемся состоянии. Можно сказать, что в промышленной сфере, будь то одиночное уплотнение для ремонта и технического обслуживания или в таких областях, как аэрокосмическая, автомобильная и общая промышленность, уплотнительные кольца используются практически везде.
Особенности продукта и применения:
Уплотнительные кольца имеют множество преимуществ:
(1) Подходит для различных форм уплотнений, включая статическое и динамическое уплотнение.
(2) Подходит для различных режимов движения, таких как вращательное движение, осевое возвратно-поступательное движение или комбинированное движение.
(3) Подходит для различных уплотняющих сред, включая масло, воду, газ, химические среды или другие смешанные среды;
(4) Структура поперечного сечения чрезвычайно проста, обладает эффектом самоуплотнения, надежными герметизирующими характеристиками, компактной конструкцией, простой сборкой и разборкой;
(5) Существует много типов материалов;
(6) Низкая стоимость;
(7) Динамическое сопротивление трению относительно невелико.
Список стандартов уплотнительных колец приведен в таблице ниже:
| Таблица 1-1 Список стандартов уплотнительных колец | |||||||
| Стандартный | Диаметр поперечного сечения уплотнительного кольца d2 |
 |
|||||
| Американский стандарт AS 568 Британский стандарт BS 1516 |
1.7 8 |
2.62 | 3.53 | 5.33 | 6.99 | - | |
| Японский стандарт JIS B 2401 | 1.9 | 2.4 | 3.1 | 3.5 | 5.7 | 8.4 | |
| Международный стандарт IS0 3601/1 немецкий стандарт DIN 3771/1 Китайский стандарт GB 3452.1 | 1.8 | 2.65 | 3.55 | 5.30 | 7.00 | - | |
| Китайский стандарт GB1235 | 1.9 | 2.4 | 3.1 | 3.5 | 5.7 | 8.6 | |
| Предпочтительные метрические размеры | 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 | - | - | - | ||
| Американский стандарт AS 568 (серия 900) |
1.0 2 |
1.42 | 1.63 | 1.83 | 1.98 | 2.08 | |
|
2.2 1 |
2.46 | 2.95 | 3.00 | - | - | ||
Уплотнительный механизм
Уплотнительное кольцо представляет собой автоматический двусторонний уплотнительный элемент. При установке его радиальное и осевое предварительное сжатие определяет первоначальную уплотняющую способность самого уплотнительного кольца, которая увеличивается с ростом давления в системе.
(1) Несжатое состояние
(2) Сжатое состояние без давления
(3) Давление
Параметры производительности
Таблица 1-2. Рабочие параметры уплотнительного кольца
| Стандартный | Статическое уплотнение | Динамическое уплотнение |
| Рабочее давление | Без стопорного кольца максимальное давление может достигать 20 МПа; При использовании стопорного кольца максимальное давление может достигать 40 МПа: Благодаря специальному стопорному кольцу максимальное давление может достигать 200 МПа. | Без стопорного кольца максимальное давление может достигать 5 МПа; со стопорным кольцом, более высокое давление |
| Скорость | Возвратно-поступательное движение макс. 0,5 м/с, макс. вращение 2 м/с | |
| Температура | Общие случаи: -30~+110, особые случаи: -60~+250, чередующиеся случаи: -30~+80 | |
| Середина | См. (Таблицу свойств материалов). | |
Выбор уплотнительного кольца
1. Рабочая среда и условия труда
При выборе материала уплотнительного кольца в первую очередь необходимо учитывать совместимость с рабочей средой, а также учитывать рабочие условия, такие как давление, температура, время непрерывной работы и рабочий цикл уплотняющей части. Если он используется во вращающейся ситуации, необходимо учитывать повышение температуры, вызванное теплом трения. Различные уплотнительные материалы имеют разные физические и химические свойства. Подробную информацию см. в «Таблице свойств материалов».
2. Тип уплотнения и размер установочной канавки.
(1) По форме уплотнения его можно разделить на: статическое уплотнение (уплотнение без относительного движения между соседними поверхностями) и динамическое уплотнение (уплотнение с возвратно-поступательным движением между уплотняемыми деталями);
(2) В зависимости от цели уплотнения его можно разделить на: уплотнение отверстия, уплотнение вала и вращающееся уплотнение;
(3) По форме установки его можно разделить на: осевую установку (его поперечное сечение аксиально деформируется после установки) и радиальную установку (его поперечное сечение радиально деформируется после установки).
①Аксиальное статическое уплотнение
Таблица 1-3 Размеры канавки для установки осевого статического уплотнения
| Диаметр проволоки уплотнительного кольца d2 | Глубина канавки Вт+0,05 | Ширина канавки Л+0,25 | Диаметр проволоки уплотнительного кольца d2 | Глубина канавки Вт+0,05 | Ширина канавки Л+0,25 | Диаметр проволоки уплотнительного кольца d2 | Глубина канавки Вт+0,05 | Ширина канавки Л+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 |
②Радиальное статическое уплотнение
Уплотнение радиального отверстия: Установочная канавка находится на валу, а внутренний диаметр уплотнительного кольца равен или немного меньше диаметра дна канавки d.
Радиальное уплотнение вала: Установочный паз находится в отверстии, внутренний диаметр уплотнительного кольца и диаметр d уплотненного вала максимально близки.
| Таблица 1-4 Размеры установочной канавки радиального статического уплотнения | |||||||||||
| Диаметр проволоки уплотнительного кольца d2 | Глубина канавки Вт+0,05 | Ширина канавки Л±0,25 | C | Диаметр проволоки уплотнительного кольца d2 | Глубина канавки Вт+0,05 | Ширина канавки Л±0,25 | C | Диаметр проволоки уплотнительного кольца d2 | Глубина канавки Вт+0,05 | Ширина канавки Л±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 |
③Вакуумное уплотнение (статическое уплотнение)
Вакуумная упаковка представляет собой уплотнительное кольцо в особых обстоятельствах, а давление герметичной системы ниже 1 стандартной атмосферы (101,325 кПа).
Требования к размеру паза для применения и установки следующие:
а. Пространство установочной канавки почти на 100% заполняется объемом уплотнительного кольца после деформации, что позволяет увеличить площадь контакта и продлить время диффузии через эластомер.
б. Деформация сжатия поперечного сечения уплотнительного кольца составляет около 30%.
в. Следует использовать вакуумную смазку (для уменьшения утечек).
д. Шероховатость каждой поверхности установочной канавки должна считаться выше, чем требования к гидравлическим статическим уплотнениям, а процент зоны контакта ftp должен быть больше 50%.
е. Уплотнительное кольцо должно быть изготовлено из материалов, совместимых с газом, низкой проницаемостью и низкой деформацией сжатия. Здесь мы рекомендуем использовать фторкаучук.
④Радиальное гидравлическое динамическое уплотнение
Поскольку уплотнительное кольцо смещается во время движения, его применение ограничивается меньшим давлением (без стопорного кольца) и скоростью (возвратно-поступательное движение = 0,5 м/с; вращательное движение = 2,0 м/с).
3. Коэффициент твердости
Твердость материала уплотнительного кольца является одним из важных показателей для оценки эффективности уплотнения. Твердость уплотнительного кольца определяет степень сжатия уплотнительного кольца и максимально допустимый зазор выдавливания канавки. Как правило, предоставляется нитриловый каучук Shore A70, который может соответствовать большинству условий использования.
4. Экструзионная щель
Максимально допустимый экструзионный зазор g max зависит от давления в системе, диаметра поперечного сечения уплотнительного кольца и твердости материала. Как правило, чем выше рабочее давление, тем меньше максимально допустимый экструзионный зазор g max. Если зазор g превышает допустимый диапазон, это приведет к выдавливанию или даже повреждению уплотнительного кольца.
В радиальных динамических уплотнениях рекомендуется использовать стопорное кольцо, способное предотвратить зажатие уплотнительного кольца в радиальный зазор, а также повысить рабочее давление. Если давление превышает 5 МПа и внутренний диаметр > 50 мм, а давление превышает 10 МПа и внутренний диаметр < 50 мм, рекомендуется использовать стопорное кольцо.
Для статического уплотнения рекомендуется использовать H7/g6.
5. Скорости растяжения и сжатия.
Когда уплотнительное кольцо установлено в канавку, оно в определенной степени растягивается и сжимается. Если значения растяжения и сжатия слишком велики, поперечное сечение уплотнительного кольца будет чрезмерно увеличено или уменьшено. Чтобы не повлиять на его герметизирующий эффект, рекомендуется строго соблюдать следующие два пункта:
(1) Для уплотнения радиального отверстия: уплотнительное кольцо предпочтительно находится в растянутом состоянии (т.е. d>d2), а максимально допустимая степень растяжения составляет 6 %, поскольку растяжение на 1 % соответственно уменьшит диаметр поперечного сечения W на 0,5 %.
Удлинение = (d-2/d2) × 100% <6%
В уравнении: d — нижний диаметр монтажной канавки в радиальном отверстии уплотнителя.
d2-внутренний диаметр уплотнительного кольца
(2) Для радиальных уплотнений вала уплотнительное кольцо предпочтительно сжимается по окружности (т. е. D1>D), а максимально допустимая степень сжатия по окружности составляет 3%.
Степень сжатия = (D1-D)/D1×100% <3%
В уравнении: D1-наружный диаметр уплотнительного кольца.
D-нижний диаметр монтажной канавки радиального уплотнения вала
6. Уплотнительные кольца используются в качестве уплотнений вращающегося вала.
Уплотнительные кольца также можно использовать в качестве уплотнений для валов с низкой скоростью и коротким циклом вращения. Когда окружная скорость ниже 0,5 м/с, выбор уплотнительного кольца может основываться на обычных конструктивных стандартах; когда окружная скорость превышает 0,5 м/с, необходимо учитывать явление, заключающееся в том, что удлиненное резиновое кольцо сжимается после нагрева (феномен Джоуля тепла), поэтому внутренний диаметр уплотнительного кольца выбирается примерно на 2% больше, чем диаметр уплотненного вала, и вышеуказанного явления можно избежать. После установки уплотнительного кольца в канавку оно сжимается в радиальном направлении с образованием мелкого рифления, тем самым улучшая условия смазки.
7. Установка силы сжатия
Во время установки сила сжатия зависит от степени первоначального сжатия и твердости материала. На рисунке показана зависимость единицы силы сжатия от диаметра сечения на сантиметр окружности уплотнения, которая используется для оценки величины усилия сжатия при установке уплотнительного кольца.
Проектирование локальной структуры
Поскольку во время установки уплотнительное кольцо будет сжиматься, во избежание серьезного повреждения конец отверстия или конец вала необходимо обработать с фаской под углом 15–20°, а края необходимо закруглить и удалить заусенцы. Если при установке уплотнительное кольцо должно проходить через поперечное отверстие, переходное отверстие также должно быть скошено или закруглено.
Фаска отверстия
Фаска вала
Снятие фасок/скругление переходных отверстий
Таблица 1-10 Минимальная длина фаски Cмин
| Диаметр секции W | ≤1,78, 1,80 | ≤2,62, 2,65 | ≤3,53, 3,55 | ≤5,30, 5,33 | ≤7,00 | >8,40 | |
| Минимальная длина фаски Cмин | 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 |
Шероховатость поверхности фаски: Rz≤4,0 мкм Ra≤0,8 мкм
Допустимые отклонения формы и дефекты поверхности
Мы классифицируем формы и дефекты поверхности уплотнительных колец на две категории: N и S.
(1) N: представляет наше стандартное качество, которое может полностью соответствовать высоким требованиям к качеству и ежедневному применению.
(2) S: подходит для случаев, когда предъявляются очень высокие требования к форме и дефектам поверхности, обычно требующие большого производства и высоких затрат.
Несоосность формы d
Вспышка разделения формы h
Усадка от раскалывания формы
Чрезмерная обрезка
Метки потока
Другие дефекты
| Таблица 1-8 Форма уплотнительного кольца и дефекты поверхности | ||||
| Дефекты | Категория | Допустимое отклонение сечения W | ||
| ≤2,65 | >2,65 | |||
| Модуль ошибки | Ширина ч | N | 0.06 | 0.12 |
| Количество флэш-памяти | Ширина ч | S | 0.05 | 0.09 |
| Разделительная усадка | Ширина ч | N | 0,1 ·Вт | 0,1 ·Вт |
| Ширина ч | 0.05 | 0.09 | ||
| Ширина ч | S | 0,05 ·Вт | 0,05 ·Вт | |
| Ширина ч | 0.05 | 0.09 | ||
| Чрезмерная ширина обрезки (допускается избыточная обрезка, но она должна находиться в пределах отклонения поперечного сечения и поверхность должна быть гладкой) | Ширина ч | N | 0.4 | 1.2 |
| Ширина ч | S | 0.4 | 0.7 | |
| Метки потока (по окружности) | Толщина а | N | 0,1 · ID | 0,1 · ID |
| Глубина f | 0.03 | 0.06 | ||
| Толщина а | S | 0,05 · ИД | 0,05 · ИД | |
| Глубина f | 0.03 | 0.06 | ||
| Другие дефекты | Толщина а | N | 0,3 ·Вт | 0,3 ·Вт |
| Глубина f | 0.05 | 0.09 | ||
| Толщина а | S | 0,1 ·Вт | 0,1 ·Вт | |
| Глубина f | 0.03 | 0.06 | ||
| Шероховатость поверхности | мкм | N | 10 | 16 |
| мкм | S | 5 | 6 | |
| Шум | / | N | Позволять | |
| / | S | Позволять | ||
Руководство по хранению
Чтобы избежать физических и химических свойств уплотнительных колец, вызванных длительным хранением, необходимы разумные условия хранения, гарантирующие, что уплотнительные кольца не пострадают во время длительного хранения.
При хранении следует соблюдать следующие моменты:
(1) Среда хранения должна быть сухой, свободной от пыли и хорошо вентилируемой;
(2) Температура должна быть выше +15℃, но не выше +20℃;
(3) Храните как можно больше в полых упаковочных пакетах и избегайте ингредиентов, которые повреждают материал уплотнительного кольца;
(4) Избегайте прямых солнечных лучей в месте хранения и держитесь вдали от источников ультрафиолетового света;
(5) При хранении уплотнительные кольца должны находиться в ненапряженном состоянии, то есть не растянутыми, не сжатыми и не деформированными:
(6) Запрещается привязывать веревкой или вешать на металлические детали.
Адрес
№ 1 Ruichen Road, промышленный парк Дунлютин, район Чэнъян, город Циндао, провинция Шаньдун, Китай
Тел.
Электронная почта
Внутреннее давление: внешний диаметр уплотнительного кольца и внешний диаметр канавки D должны быть примерно равны или превышать 1–3%.
Внешнее давление: Внутренний диаметр уплотнительного кольца должен быть близок или немного меньше внутреннего диаметра d канавки, но не менее 6%.
