نظرة عامة على تصميم O-Ring Groove

قامت Global O-Ring and Seal بتطوير تصميم الأخدود الدائري وإرشادات أبعاد الغدة. هذه مخصصة للاستخدام في اعتبارات التصميم الأساسية وفهم المبادئ الأساسية التي ينطوي عليها تصميم الغدة الدائرية / الأخدود. تدخل العديد من العوامل في التصميم المناسب للغدة / الأخدود بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر التطبيقات الثابتة أو الديناميكية ، وظروف الضغط ، وخصائص السوائل التي يتم غلقها ، والتفاوتات لكل من الحلقة والأخدود.

العثور على المقطع العرضي الصحيح يا الدائري

سيحدد المقطع العرضي الدائري في التصميم الخاص بك جميع الأبعاد والمواصفات اللاحقة. تتوفر الحلقات القياسية في مختلف المقاطع العرضية والأبعاد الداخلية (ID). على سبيل المثال ، يمكن شراء حلقة o بمعرف 5 في أربعة مقاطع عرضية قياسية AS568 . فيما يلي قائمة بالمزايا في اختيار الحلقات المستعرضة الأصغر والأكبر.

مزايا حلقات O ذات المقطع العرضي الأصغر

  • مدمجة وخفيفة الوزن يا الدائري
  • الأكثر فعالية من حيث التكلفة إذا كان التصميم يستخدم اللدائن باهظة الثمن مثل FKM أو FFKM
  • تقليل معالجة الأخاديد

مزايا الحلقات المستعرضة الأكبر حجمًا

  • مطلوب ضغط أصغر لإنشاء ختم يقلل من مشاكل مجموعة الضغط
  • تفاوتات أكبر في التجويف المشكل مع الحفاظ على ضغط ضغط مقبول

ID / OD تداخل

يجب أن يكون حجم المعرف أو OD للحلقة o لخلق بعض التداخل ، وفقًا للإرشادات أدناه:

  • أختام غدة المكبس: يجب أن يكون معرف الحلقة o أصغر من OD للغدة بحيث تكون الحلقة o المثبتة دائمًا ممدودة قليلاً (بحد أقصى 5٪)
  • أختام رود الغدة: يجب أن يكون OD الدائري أكبر قليلاً من عمق غدة المعرف (بحد أقصى 2٪)
  • الأختام السطحية للضغط الخارجي: يجب أن يكون معرف الحلقة o أصغر قليلاً من القطر الداخلي للغدة (معرف الغدة) (بحد أقصى 5٪)
  • الأختام السطحية للضغط الداخلي: يجب أن يكون OD الدائري أكبر قليلاً من القطر الخارجي للغدة (OD Gland) (بحد أقصى 3٪)

O-Ring الأخدود / أنواع الغدة

أدناه ، يتم تقديم أربعة جداول إرشادية لتصميم أخدود التطبيق القياسي جنبًا إلى جنب مع الرسومات المرجعية للأبعاد. الجدول الأول للوجه الصناعي أو أختام الفلنجات. الجدول الثاني مخصص للتطبيقات الشعاعية الصناعية الثابتة. الجدول الثالث مخصص للتطبيقات الصناعية التبادلية الديناميكية. أخيرًا ، الجدول الرابع مخصص لتصميم الأخدود المتوافق. توفر أدلة تصميم الأخدود الدائري هذه إرشادات الأبعاد الافتراضية لتطبيقات تصميم أخدود الحلقة الأساسية.

شفة / ختم الوجه

تكون شفة أو ختم الوجه ثابتًا ولن يكون به فجوة بين الأسطح ، مما يلغي أي مشكلات في التصميم مرتبطة بالبثق. هذا هو التصميم الأكثر مباشرة من الأخدود.

سلسلة AS568 المقطع العرضي الدائري عمق الغدة (د) يعصر عرض الغدة (W) السوائل عرض الغدة (W) الفراغ والغازات ركن الغدة
اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط TOL (+/-) فعلي نسبه مئويه اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط TOL (+/-) اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط TOL (+/-) R1 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

ختم الوجه معشقة

ختم الوجه المعشوق عبارة عن غدة ثابتة خاصة مصممة للاحتفاظ بالحلقة o في الأخدود. هذا التصميم مفيد عند فتح الختم وإغلاقه أثناء الاستخدام.

سلسلة AS568 المقطع العرضي الدائري عمق الغدة (د) عرض الغدة (W) ركن الغدة
اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط TOL (+/-) اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط TOL (+/-) اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط TOL (+/-) R1 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 الثابت

يتم استخدام ختم الغدة الثابت عندما يكون لمكونين من مكونات التزاوج فجوة مصممة بين الأسطح. عادةً ما تتضمن هذه التطبيقات تصميمات تشتمل على جزء تزاوج يتم إدخاله في جزء آخر يتطلب تصاريح التصميم.

سلسلة AS568 المقطع العرضي الدائري عمق الغدة (د) يعصر عرض الغدة (W) جاب (H) ركن الغدة
اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط TOL (+/-) فعلي نسبه مئويه اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط TOL (+/-) ث / 1 حلقة النسخ الاحتياطي ث / 2 حلقات النسخ الاحتياطي الأعلى R1 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 فيما يتعلق ببعضهما البعض مع الحفاظ على الختم. ستكون هناك دائمًا فجوة بين السطحين.

سلسلة AS568 المقطع العرضي الدائري عمق الغدة (د) يعصر عرض الغدة (W) جاب (H) ركن الغدة
اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط TOL (+/-) فعلي نسبه مئويه اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط TOL (+/-) ث / 1 حلقة النسخ الاحتياطي ث / 2 حلقات النسخ الاحتياطي الأعلى R1 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 ، وبثق الحلقة O ، والتركيز والفجوة القُطرية ، وحلقات النسخ الاحتياطي.

نسبة الضغط

تبدأ إرشاداتنا بالبعد الاسمي (أو المعلن) ، ثم تدمج التفاوتات في عناصر التصميم لتوفير الأساس الصحيح لتصميم الغدة / الأخدود. ملاحظة: سيجري المصمم مقايضات بين معلمات الأبعاد. في النهاية ، يجب أن يتعامل التصميم النهائي مع أقصى درجات التفاوتات.

في الحساب أعلاه ، استخدمنا الأبعاد الاسمية (أو المذكورة). ومع ذلك ، عند تصميم الأخدود ، من الضروري النظر إلى الحالتين المتطرفتين. أولاً ، تكون الحلقة o في أقصى حد لها من التسامح ويكون ارتفاع الغدة عند حد التسامح الأدنى. ثانيًا ، تكون الحلقة o في أصغر حد تحمل المقطع العرضي لها وتكون الغدة عند أكبر حد للتسامح في الحجم. ستنتج أعلى نسب ضغط وأقل ضغط. يجب أن تقع قيم الضغط الثلاثة بين 5٪ -30٪ ضغط.

حساب أبعاد الغدة الدائري

تحتوي الغدة التي تحتفظ بالحلقة على منطقة 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 o التي تنشئ المستطيل لاستيعاب هذا الحجم. أدناه ، الصيغة لحساب حجم الحلقة o بناءً على المقطع العرضي.

حساب حجم الحلقة O

تتضمن توصيات تعبئة الغدة المستهدفة عدة عوامل يمكن أن تؤثر على الحجم الضروري لإيواء الحلقة o. تشمل هذه العوامل مساحة للتمدد الحراري ، والانتفاخ بسبب التعرض للسوائل ، وتأثير اختلافات التحمل في الأخدود المشكل والحلقة المستديرة المصبوبة.

النتوء الدائري

يعتبر 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 إجبار الحلقة على الدخول في فجوة صغيرة وتتلف. يجب أن يأخذ التصميم العام لنظام الختم في الاعتبار فجوة التصميم هذه.

التركز والفجوة القطرية

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

حدود التصميم للبثق

يمكن استخدام العديد من عناصر التصميم لمعالجة مشكلات البثق في تصميم الختم. إذا تم تقليل الفجوة القصوى المسموح بها من خلال المحاذاة / المحامل ، فإن هذا يسمح بزيادة الضغط لنفس الحلقة o. خيار آخر هو زيادة التحمل (صلابة) المركب ، مما يزيد من الضغط المسموح به لفجوة محددة. لقراءة المزيد عن العناصر المتضمنة في تحمل الضغط الدائري ، انقر هنا .

بديل آخر هو استخدام الحلقات الاحتياطية وهي عناصر مضادة للقذف. حلقات النسخ الاحتياطي مصنوعة من مواد بلاستيكية صلبة رفيعة مثل النايلون و PTFE و PEEK. تعمل حلقات النسخ الاحتياطي من خلال تغطية الفجوة الموجودة. يوجد أدناه مخطط بثق يوفر حدود الضغط حسب الفجوة ومقياس التحمل للحلقة o. إذا لم تنجح المقايضات بين تصميم الفجوة ومقياس التحمل ، يوصى باستخدام الحلقات الاحتياطية للتغلب على مشكلات البثق.

تخطيطات حلقة النسخ الاحتياطي

تم تصميم حلقات النسخ الاحتياطي للتخلص من فجوة البثق في تطبيقات الختم ذات الضغط العالي. إذا كان الضغط من اتجاه واحد ، فمن الضروري فقط حلقة احتياطية واحدة. إذا كان الضغط من كلا الاتجاهين ، فمن المستحسن وضع حلقة احتياطية على جانبي الحلقة o. يجب دمج إضافة حلقات الدعم في حساب التعبئة لتحديد عرض الأخدود. أخيرًا ، يمكن أن تكون الحلقات الاحتياطية إما مسطحة (صلبة أو منقسمة أو لولبية) أو محددة.