O-rõngas on üks lihtsamaid ja levinumaid tihenditüüpe paljude staatiliste ja dünaamiliste rakenduste jaoks. O-rõnga soone konstruktsioon on suhteliselt lihtne – järgides hästi väljatöötatud soone geomeetria reegleid, saadakse ökonoomne ja töökindel tihend. O-rõnga kalduvus ristlõike kokkusurumisel oma esialgsele kujule naasta on üks peamisi põhjuseid, miks o-rõngas teeb suurepärase tihendi.
Kuidas o-rõngast kasutada?
Lihtsamalt öeldes koosneb o-rõngastihend elastomeersest ümmargusest ristlõikest konstrueeritud O-rõnga soonde, mis tagab esialgse kokkusurumise.
O-rõnga kokkusurumiseks vajalik jõud tuleneb duromeetrist ja ristlõike läbimõõdust. O-rõnga venitus mõjutab tihendi kokkusurumist, vähendades ristlõiget, mis vähendab o-rõnga tihenduspotentsiaali.
Null- või väga madala rõhu korral tagab kummisegu loomulik elastsus tihendi. Tihendi jõudlust saab parandada, suurendades diametraalset pigistust. See pigistuse suurenemine võib avaldada negatiivset mõju kõrgema rõhuga dünaamiliste tihendusrakenduste puhul.
Diameetriline pigistus tekitab hõõrdejõu o-rõnga ja soone vahel, mis hoiab seda paigaldatud asendis. Kummisegu, mis on konstrueeritud deformeerima, voolab kuni ekstrusioonipiluni, tihendades selle täielikult lekke eest, kuni rakendatav rõhk on piisav hõõrdejõudude ületamiseks ja o-rõnga deformeerimiseks väikeseks ekstrusioonipiluks (eeldusel, et kumm on jõudnud oma kohale). rõhu all oleva voolu piir, põhjustab jõu edasine suurendamine nihke või ekstrusiooni tõttu rikke).
Soon on konstrueeritud nii, et see avaldab tihendile algjõudu üle ühe telje vahemikus 7-30 protsenti. See survejõud on tavaliselt rakendatava jõuga risti, mille tulemuseks on vaba ruumala teise telje soones.
Mida O-rõngas teeb?
Surve rakendamisel liigub o-rõngas soone madala rõhu poole. Tihendusrõhk kandub üle tihendatavale pinnale, mis on tegelikult suurem kui rakendatud vedeliku rõhk esialgse segamisrõhuga võrdse summa võrra.
Rakendatava rõhu suurendamine tekitab häirepinge tihendi ja vastaspindade vahel. Kuigi see olukord püsib, jätkab o-rõngas normaalselt ja usaldusväärselt kuni mitmesaja naela jõuga, eeldusel, et valitud o-rõngas on õige suurusega ja soon on töödeldud õige suurusega.
Suureneva rõhu korral liialdatakse rõnga deformatsiooni, mis lõpuks ekstrudeerib rõnga osa ekstrusioonipilusse. Kui ekstrusioonivahe on liiga suur, siis tihend pärast seda, kui see on kõrgrõhust täielikult välja pressitud, ebaõnnestub.
Surve vabastamisel annab kummisegu elastsus tulemuseks o-rõnga naasmise oma loomuliku kuju, mis on valmis sarnasteks tsükliteks.
Neid materjale on nende normaalsel töötemperatuuril praktiliselt võimatu kokku suruda ja neil on väga madal elastsusmoodul. Saate muuta nende kuju (kuid mitte mahtu) ja rakendatud diametraalne kokkusurumine suurendab tihendi pikkust üle soone.
See suurenemine on veelgi suurem kummi paisumise tõttu tihendatava vedeliku kuumuse ja materjalide ühilduvuse tõttu. Soon peab olema õige suurusega, et võimaldada kummisegu maksimaalset paisumist, vastasel juhul tekib koost väga suuri pingeid.
Kui rakendatakse piisavalt jõudu, liigub o-rõngas madala rõhu poole, kuni see puudutab soone külge. Täiendav rõhk või jõud deformeerib O-rõngast väljapressimispilu suunas. O-rõngas deformeerub alguses D-kujuliseks. See deformatsioon suurendab pinna kontaktpindala 70-80 protsenti esialgsest ristlõikest. O-rõnga kokkupuutepind kõrge rõhu all on ligikaudu kaks korda suurem kui algse geomeetria puhul nullrõhul.
Tihendi väljapressimise võimalus ei ole piiratud dünaamiliste rakendustega.
Staatilises aksiaalses rakenduses võib montaažipoltide venitamine kõrge rõhu all avada ekstrusioonipilu piisavalt, et võimaldada leket.
Sisemised rõhu piirid määratakse tühimiku ja o-rõnga kõvaduse järgi (mõned andmed on toodud ülaloleval joonisel). Praktikas määratakse vahe tavaliselt etteantud rõnga suuruse ja rakenduse jaoks. Madalatel temperatuuridel töötamisel võib olla vajalik vähendada nääre sügavust, et kompenseerida rõnga kokkutõmbumist ja tagada kokkutõmbunud suuruse juures vajalik kokkusurumine.
Temperatuuriskaala teises otsas võib olla soovitatav soone sügavust veidi suurendada, et vältida rõnga liigset pigistamist töötemperatuuril. See mõju võib olla oluline äärmuslikel temperatuuridel, kuna elastomeeride soojuspaisumistegur on kõrgem kui metallidel.
Allpool on o-rõnga esialgne deformatsioon soone o-rõngas. Sellest, mida me näeme, näib, et o-rõngas on süsteemis surve all.
