يا الدائري الأخدود تصميم

نظرة عامة على تصميم الأخدود الدائري

قامت شركة Global O-Ring and Seal بتطوير تصميم الأخدود الدائري وإرشادات أبعاد الغدة. هذه مخصصة للاستخدام في الاعتبارات الأساسية للتصميم ولفهم المبادئ الأساسية المتعلقة بتصميم الغدة/الأخدود على شكل حلقة دائرية. هناك العديد من العوامل التي تدخل في التصميم المناسب للغدة/الأخدود، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر، التطبيقات الثابتة أو الديناميكية، وظروف الضغط، وخصائص السوائل التي يتم إحكام إغلاقها، والتفاوتات في كل من الحلقة الدائرية والأخدود.

العثور على المقطع العرضي للحلقة الدائرية اليمنى

سيحدد المقطع العرضي للحلقة الدائرية في تصميمك جميع الأبعاد والمواصفات اللاحقة. تتوفر الحلقات القياسية في مختلف المقاطع العرضية والأبعاد الداخلية (ID). على سبيل المثال، يمكن شراء حلقة دائرية بمعرف 5 ¼ في أربعة مقاطع عرضية قياسية AS568 . فيما يلي قائمة بالمزايا في اختيار الحلقات ذات المقطع العرضي الأصغر والأكبر.

مزايا الحلقات ذات المقطع العرضي الأصغر

• حلقة دائرية مدمجة وخفيفة الوزن
• يكون أكثر فعالية من حيث التكلفة إذا كان التصميم يستخدم اللدائن باهظة الثمن مثل FKM أو FFKM
• تقليل تصنيع الأخاديد

مزايا الحلقات ذات المقطع العرضي الأكبر

• ضغط أصغر مطلوب لإنشاء ختم يقلل من مشكلات مجموعة الضغط
• اختلافات أكبر في التفاوتات في الأخدود الميكانيكي مع الحفاظ على ضغط ضغط مقبول

معرف/OD التدخل

يجب أن يكون حجم معرف أو OD للحلقة o لخلق بعض التداخل، وفقًا للإرشادات التالية:

• أختام غدة المكبس: يجب أن يكون معرف الحلقة الدائرية أصغر من القطر الخارجي للغدة بحيث تكون الحلقة المثبتة دائمًا ممتدة قليلاً (5٪ كحد أقصى)
• أختام غدة القضيب: يجب أن يكون القطر الخارجي للحلقة أكبر قليلاً من عمق غدة التعريف (بحد أقصى 2%)
• أختام وجه الضغط الخارجي: يجب أن يكون معرف الحلقة o أصغر قليلاً من القطر الداخلي للغدة (معرف الغدة) (بحد أقصى 5%)
• الضغط الداخلي FaceSeals: يجب أن يكون القطر الخارجي للحلقة أكبر قليلاً من القطر الخارجي للغدة (Gland OD) (بحد أقصى 3%)

أنواع الأخدود/الغدة على شكل O

أدناه، يتم عرض أربعة جداول توجيهية لتصميم أخدود التطبيق القياسي بالإضافة إلى الرسومات المرجعية للأبعاد. الجدول الأول مخصص لأختام الوجه أو الفلنجة الصناعية. الجدول الثاني مخصص للتطبيقات الشعاعية الصناعية الثابتة. الجدول الثالث مخصص للتطبيقات الترددية الصناعية الديناميكية. وأخيرًا، الطاولة الرابعة مخصصة لتصميم الأخدود المتوافق. توفر أدلة تصميم الأخدود الدائري هذه إرشادات الأبعاد الافتراضية لتطبيقات تصميم الأخدود الدائري الأساسي.

شفة/ختم الوجه

تكون الحافة أو ختم الوجه ثابتًا ولن يكون هناك فجوة بين الأسطح، مما يزيل أي مشكلات في التصميم مرتبطة بالبثق. هذا هو التصميم الأكثر وضوحًا بين تصميمات الأخدود.

سلسلة AS568	يا الدائري المقطع العرضي		عمق الغدة (د)	يعصر		عرض الغدة (W) السوائل		عرض الغدة (ث) الفراغ والغازات		نصف قطر زاوية الغدة
	اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط	تول (+/-)		فِعلي	نسبه مئويه	اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط	تول (+/-)	اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط	تول (+/-)	ر1	R2
-0XX	0.070	0.003	.055-0.057	.010-.018	15%-25%	0.103	0.002	0.084	0.003	0.010	0.005
-1XX	0.103	0.004	.088-.090	.010-.018	10%-17%	0.140	0.003	0.121	0.003	0.010	0.005
-2XX	0.139	0.004	.121-.123	.012-.022	9%-16%	0.180	0.003	0.160	0.003	0.018	0.005
-3XX	0.210	0.005	.185-.188	.017-.030	8%-14%	0.280	0.003	0.240	0.003	0.028	0.005
-4XX	0.275	0.006	.237-.240	.029-.044	11%-16%	0.352	0.003	0.310	0.003	0.028	0.005

تتوافق ختم الوجه

إن ختم الوجه المتوافق عبارة عن غدة ثابتة خاصة مصممة للاحتفاظ بالحلقة الدائرية في الأخدود. يكون هذا التصميم مفيدًا عند فتح الختم وإغلاقه أثناء الاستخدام.

سلسلة AS568	يا الدائري المقطع العرضي		عمق الغدة (د)		عرض الغدة (ث)		نصف قطر زاوية الغدة
	اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط	تول (+/-)	اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط	تول (+/-)	اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط	تول (+/-)	ر1	R2
-0XX	0.070	0.003	0.052	0.002	0.064	0.002	0.015	0.005
-1XX	0.103	0.004	0.078	0.003	0.088	0.003	0.015	0.01
-2XX	0.139	0.004	0.106	0.003	0.120	0.003	0.031	0.01
-3XX	0.210	0.005	0.164	0.004	0.176	0.003	0.031	0.015
-4XX	0.275	0.006	0.215	0.004	0.235	0.003	0.063	0.015

ختم الغدة الساكنة

يتم استخدام ختم الغدة الساكنة عندما يكون لمكونات التزاوج فجوة مصممة بين الأسطح. عادةً، تتضمن هذه التطبيقات تصميمات تتضمن إدخال جزء متزاوج في جزء آخر يتطلب الحصول على موافقات التصميم.

سلسلة AS568	يا الدائري المقطع العرضي		عمق الغدة (د)	يعصر		عرض الغدة (ث)				الفجوة (ح)	نصف قطر زاوية الغدة
	اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط	تول (+/-)		فِعلي	نسبه مئويه	اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط	تول (+/-)	ث/1 حلقة احتياطية	مع حلقتين احتياطيتين	الأعلى	ر1	R2
-0XX	0.070	0.003	.050-0.052	.015-.023	22%-32%	0.095	0.002	0.140	0.207	0.002	0.007	0.005
-1XX	0.103	0.004	.081-.083	.017-.025	17%-24%	0.142	0.003	0.173	0.240	0.002	0.007	0.005
-2XX	0.139	0.004	.111-.113	.022-.032	16%-23%	0.189	0.003	0.210	0.277	0.002	0.017	0.005
-3XX	0.210	0.005	.170-.173	.032-.045	15%-21%	0.283	0.003	0.313	0.412	0.003	0.027	0.005
-4XX	0.275	0.006	.226-.229	.040-.055	15%-20%	0.377	0.003	0.410	0.540	0.003	0.027	0.005

ختم الغدة الديناميكي

يتم استخدام ختم الغدة الديناميكي عندما يتحرك مكونان من مكونات التزاوج بالنسبة لبعضهما البعض مع الحفاظ على الختم. ستكون هناك دائمًا فجوة بين السطحين.

سلسلة AS568	يا الدائري المقطع العرضي		عمق الغدة (د)	يعصر		عرض الغدة (ث)				الفجوة (ح)	نصف قطر زاوية الغدة
	اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط	تول (+/-)		فِعلي	نسبه مئويه	اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط	تول (+/-)	ث/1 حلقة احتياطية	مع حلقتين احتياطيتين	الأعلى	ر1	R2
-0XX	0.070	0.003	.055-0.057	.010-.018	15%-25%	0.095	0.002	0.140	0.207	0.002	0.007	0.005
-1XX	0.103	0.004	.088-.090	.010-.018	10%-17%	0.142	0.003	0.173	0.240	0.002	0.007	0.005
-2XX	0.139	0.004	.121-.123	.012-.022	9%-16%	0.189	0.003	0.210	0.277	0.002	0.017	0.005
-3XX	0.210	0.005	.185-.188	.017-.030	8%-14%	0.283	0.003	0.313	0.412	0.003	0.027	0.005
-4XX	0.275	0.006	.237-.240	.029-.044	11%-16%	0.377	0.003	0.410	0.540	0.003	0.027	0.005

اعتبارات تصميم الأخدود

تم إنشاء جداول التصميم المعروضة أعلاه باستخدام أفضل الممارسات، بما في ذلك نسبة الضغط، وقذف الحلقة الدائرية، والتركيز، والفجوة القطرية، والحلقات الاحتياطية.

نسبة الضغط

تبدأ إرشاداتنا بالبعد الاسمي (أو المذكور)، ثم تتضمن التفاوتات المسموح بها لعناصر التصميم لتوفير الأساس الصحيح لتصميم الغدة/الأخدود. ملاحظة: سيقوم المصمم بإجراء مقايضات بين معلمات الأبعاد. في نهاية المطاف، يجب أن يتعامل التصميم النهائي مع أقصى درجات التسامح.

في الحساب أعلاه، استخدمنا الأبعاد الاسمية (أو المذكورة). ومع ذلك، عند تصميم الأخدود، فمن الضروري أن ننظر إلى الحالتين المتطرفتين. أولاً، تكون الحلقة o عند حد التسامح العلوي ويكون ارتفاع الغدة عند حد التسامح الأدنى. ثانيًا، تكون الحلقة o عند أصغر حد لتسامح المقطع العرضي وتكون الغدة عند أكبر حد لتسامح الحجم. ستنتج هذه أعلى ضغط وأدنى نسب ضغط. يجب أن تقع جميع قيم الضغط الثلاثة بين 5%-30% ضغط.

حساب أبعاد الغدة الدائرية

الغدة التي تحتفظ بالحلقة o لها مساحة مستطيلة. بمجرد تحديد المقطع العرضي للحلقة o وحساب ارتفاع الغدة (لتحقيق الضغط المطلوب على الحلقة o)، سيكون الحساب النهائي هو عرض الغدة. للعثور على الحد الأدنى من المساحة اللازمة، احسب الحجم الإجمالي للحلقة التي تشكل المستطيل الذي يحمل هذا الحجم. فيما يلي صيغة حساب حجم الحلقة على أساس المقطع العرضي.

تتضمن توصيات تعبئة الغدة المستهدفة عدة عوامل يمكن أن تؤثر على الحجم اللازم لإيواء الحلقة الدائرية. تتضمن هذه العوامل مساحة للتمدد الحراري، والانتفاخ بسبب التعرض للسوائل، وتأثير اختلافات التسامح في الأخدود المُشكل والحلقة الدائرية المصبوبة.

يا الدائري النتوء

يعد البثق مصدر قلق للأختام الشعاعية حيث توجد فجوة مصممة بين المكونات المتحركة: إما المكبس والتجويف، أو القضيب والتجويف. تكمن المشكلة في أنه عند الضغط العالي من اتجاه واحد، يمكن أن تندفع الحلقة الدائرية إلى الفجوة الصغيرة وتتعرض للتلف. يجب أن يأخذ التصميم العام لنظام الختم في الاعتبار هذه الفجوة في التصميم.

التركيز والفجوة القطرية

في تصميم الختم، ما لم يتم ضمان بقاء التجويف والمكبس (أو القضيب) متحدين المركز بواسطة المحامل، يجب افتراض أن كل الفجوة الممكنة يمكن أن تتحول إلى جانب واحد. هذه هي الفجوة المستخدمة عند التصميم للبثق.

حدود التصميم للبثق

يمكن استخدام العديد من عناصر التصميم لمعالجة مشكلات البثق في تصميم الختم. إذا تم تقليل الحد الأقصى المسموح به من الفجوة من خلال المحاذاة/المحامل، فهذا يسمح بزيادة الضغط لنفس الحلقة الدائرية. هناك خيار آخر وهو زيادة التحمل (صلابة) المركب، مما يزيد من الضغط المسموح به لفجوة محددة. لقراءة المزيد عن العناصر المشاركة في تحمل ضغط الحلقة، انقر هنا .

البديل الآخر هو استخدام الحلقات الاحتياطية وهي عناصر مضادة للقذف. الحلقات الاحتياطية مصنوعة من مواد بلاستيكية صلبة رفيعة مثل النايلون، وPTFE، وPEEK. تعمل الحلقات الاحتياطية من خلال سد الفجوة الموجودة. يوجد أدناه مخطط بثق يوضح حدود الضغط حسب الفجوة ومقياس التحمل للحلقة o. إذا لم تنجح المفاضلات بين تصميم الفجوة ومقياس التحمل، فمن المستحسن استخدام حلقات احتياطية للتغلب على مشكلات البثق.

تخطيطات حلقة النسخ الاحتياطي

تم تصميم الحلقات الاحتياطية للقضاء على فجوة البثق في تطبيقات الختم ذات الضغط العالي. إذا كان الضغط من اتجاه واحد، فمن الضروري وجود حلقة احتياطية واحدة فقط. إذا كان الضغط من كلا الاتجاهين، فمن المستحسن وضع حلقة احتياطية على جانبي الحلقة الدائرية. ينبغي دمج إضافة الحلقات الاحتياطية في حساب التعبئة لتحديد عرض الأخدود. وأخيرًا، يمكن أن تكون الحلقات الاحتياطية إما مسطحة (صلبة أو منقسمة أو حلزونية) أو محيطية.