O-cincin, disebut sebagai O-cincin, adalah cincin karet dengan penampang-melingkar. Cincin O-adalah segel yang paling banyak digunakan dalam sistem hidrolik dan pneumatik.
O-ring memiliki sifat penyegelan yang baik, dapat digunakan untuk penyegelan statis, juga dapat digunakan untuk penyegelan bolak-balik; Tidak hanya dapat digunakan sendiri, tetapi juga merupakan komponen dasar dari banyak perangkat penyegel gabungan. Ini memiliki berbagai macam aplikasi. Jika material dipilih dengan benar, material tersebut dapat memenuhi persyaratan berbagai kondisi pergerakan, dan tekanan kerja dapat berkisar dari vakum 1,333×10^5Pa hingga tekanan tinggi 400MPa; Kisaran suhu dari -60 derajat hingga 200 derajat.
Dibandingkan dengan jenis penyegelan lainnya, cincin O-memiliki karakteristik berikut:
1) Ukuran struktur kecil, pemasangan mudah, dan pembongkaran.
2) Segel statis dan dinamis dapat digunakan, dan hampir tidak ada kebocoran bila digunakan sebagai segel statis.
3) Penggunaan cincin O-tunggal memberikan efek penyegelan dua-arah.
4) Resistensi gesekan dinamis kecil.
5) Harga murah.
O-ring adalah segel ekstrusi; prinsip kerja dasar segel ekstrusi adalah mengandalkan deformasi elastis segel, menyebabkan tekanan kontak pada permukaan kontak penyegelan. Tekanan kontak lebih besar dari tekanan internal media yang disegel, dan tidak ada kebocoran, begitu pula sebaliknya. Ketika digunakan untuk penyegelan statis dan penyegelan dinamis, penyebab dan metode perhitungan tekanan kontak permukaan kontak penyegelan berbeda, dan perlu dijelaskan secara terpisah.
1. Prinsip penyegelan untuk penyegelan statis
Cincin O-adalah yang paling banyak digunakan dalam penyegelan statis. Jika dirancang dan digunakan dengan benar, cincin O-dapat mencapai penyegelan mutlak tanpa kebocoran pada segel statis.
Setelah cincin O-dimuat ke dalam alur penyegelan, bagiannya terkena tegangan kompresi kontak, yang menghasilkan deformasi elastis.
Tekanan kontak awal tertentu Po dihasilkan pada permukaan kontak. Sekalipun tidak ada tekanan sedang atau tekanannya sangat kecil, cincin O-dapat disegel dengan gaya elastisnya sendiri; Ketika media bertekanan diisi ke dalam rongga, di bawah aksi tekanan sedang, cincin penyegel berbentuk O-terkilir dan bergerak ke sisi bertekanan rendah, sementara deformasi elastisnya semakin meningkat, dan celah pengisian dan penyegelan δ. Pada saat ini, tekanan kontak pada permukaan kopling dari pasangan penyekat naik menjadi Pm:
Pm=Po+Pp
Dalam rumusnya, Pp -- tekanan kontak (0,1MPa) disalurkan ke permukaan kontak melalui cincin-O
Hal=K*P
K - koefisien perpindahan tekanan, untuk cincin O-karet, K=1;
P -- Tekanan cairan tersegel (0,1MPa).
Thus, greatly increases the sealing effect. Since generally K≥1, Pm>P. Dapat dilihat bahwa selama ada tekanan awal pada cincin O-, penyegelan mutlak tanpa kebocoran dapat dicapai. Hal ini bergantung pada tekanan media itu sendiri untuk mengubah keadaan kontak cincin O-untuk mencapai sifat penyegelan, yang disebut-penyegelan mandiri.
Secara teori, meskipun deformasi kompresinya nol, namun dapat disegel di bawah tekanan oli, namun dalam praktiknya, cincin O-mungkin bersifat eksentrik saat dipasang. Oleh karena itu, setelah cincin O-dimuat ke dalam alur penyegelan, penampang-umumnya mengalami deformasi kompresi 7%-30%. Seal statis mengambil nilai laju kompresi yang lebih besar, dan seal dinamis mengambil nilai laju kompresi yang lebih kecil. Hal ini karena karet sintetis dikompresi pada suhu rendah, sehingga jumlah pra-kompresi cincin-O segel statis harus dipertimbangkan untuk mengkompensasi penyusutan pada suhu rendah.
2. Prinsip penyegelan untuk penyegelan gerakan bolak-balik
Dalam rotasi hidrolik, komponen dan sistem pneumatik, penyegelan bolak-balik adalah salah satu persyaratan penyegelan yang paling umum. Segel bolak-balik digunakan pada piston silinder daya dan blok silinder, kepala silinder intervensi piston, dan semua jenis katup geser. Celah tersebut dibentuk oleh batang silinder dan lubang silinder, dan batang tersebut bergerak secara aksial di dalam lubang silinder. Tindakan penyegelan membatasi kebocoran cairan secara aksial.
Saat digunakan sebagai segel gerak bolak-balik, efek-penyegelan awal dan efek-penyegelan otomatis dari cincin O-sama dengan segel statis, dan karena elastisitas cincin O-itu sendiri, cincin O-dapat secara otomatis mengimbangi keausan. Namun, ketika media cair disegel, situasinya lebih rumit daripada segel statis karena kecepatan pergerakan batang, tekanan cairan, dan viskositas.
Ketika cairan berada di bawah tekanan, molekul cairan berinteraksi dengan permukaan logam, dan molekul polar yang terkandung dalam minyak tersusun rapat dan rapi pada permukaan logam, membentuk lapisan film minyak lapisan batas yang kuat antara permukaan slip dan segel, dan menghasilkan daya rekat yang besar pada permukaan slip. Film cair selalu ada di antara segel dan permukaan gerakan bolak-balik; itu juga memainkan peran penyegelan tertentu, dan pelumasan permukaan penyegelan yang bergerak sangat penting.
Tapi itu buruk untuk kebocoran. Namun, ketika poros bolak-balik ditarik keluar, lapisan cairan pada poros ditarik keluar bersama dengan poros. Karena tindakan penyekaan segel, ketika poros bolak-balik ditarik, lapisan tipis cairan diblokir oleh elemen penyegel agar tetap berada di luar. Dengan bertambahnya jumlah gerakan bolak-balik, semakin banyak cairan yang tersumbat di luar, dan akhirnya terbentuknya tetesan minyak, yang merupakan kebocoran pada alat penyegel bolak-balik. Karena viskositas oli hidrolik menurun seiring dengan meningkatnya suhu, dan ketebalan lapisan oli juga berkurang, kebocoran pada awal pergerakan lebih besar ketika peralatan hidrolik dihidupkan pada suhu rendah, dan kebocoran cenderung menurun secara bertahap seiring dengan kenaikan suhu karena berbagai kerugian selama pergerakan. O-ring sebagai segel bolak-balik, struktur kompak, dan ukuran kecil dapat menurunkan harga komponen.
Terutama digunakan di:
1) Pada-komponen hidraulik bertekanan rendah, umumnya dibatasi pada langkah pendek dan tekanan sedang sekitar 10MPa.
2) Katup geser hidraulik berdiameter kecil, langkah pendek, dan bertekanan-sedang.
3) Katup geser pneumatik dan silinder pneumatik.
4) Sebagai elastomer dalam perangkat penyegel bolak-balik gabungan.
Cincin O-sebagai segel bolak-balik paling cocok untuk aplikasi berdiameter kecil, langkah pendek, tekanan sedang dan rendah, silinder pneumatik, katup geser pneumatik, dan komponen bolak-balik lainnya. Pada komponen hidrolik, cincin O-digunakan sebagai segel dinamis utama, yang umumnya terbatas pada langkah pendek dan tekanan sedang dan rendah sekitar 10MPa.
Cincin O-tidak cocok untuk digunakan sebagai segel bolak-balik berkecepatan sangat rendah dan segel bolak-balik bertekanan tinggi saja. Hal ini terutama karena gesekan dalam kondisi ini besar, yang akan menyebabkan kegagalan segel dini. Dalam jenis aplikasi apa pun, segel harus digunakan sesuai dengan data pengenal atau kapasitasnya, dan dirakit dengan benar untuk mendapatkan kinerja yang memuaskan.
3. Segel untuk gerakan memutar
Pada segel gerak putar, biasanya digunakan oli
Segel dan segel mekanis. Namun, tekanan segel oli rendah, dan dibandingkan dengan cincin O-, segel oli terlalu besar dan rumit, serta prosesnya buruk. Meskipun segel mekanis dapat digunakan untuk tekanan tinggi (40MPa), kecepatan tinggi (50m/s), dan suhu tinggi (400 derajat), strukturnya lebih kompleks, besar, dan biayanya tinggi, serta hanya cocok untuk beberapa mesin dan peralatan berat, seperti industri perminyakan dan kimia.
Masalah utama cincin O-untuk gerakan berputar adalah efek termal Joule. Efek termal joule menghasilkan panas gesekan pada kontak antara poros berputar berkecepatan tinggi dan cincin O, dan panas yang dihasilkan membuat suhu bagian kontak ini terus meningkat, dan bahan karet mengalami deformasi parah oleh panas, serta perubahan kompresi dan perpanjangan. Pemanasan juga mempercepat penuaan bahan penyegel dan mengurangi masa pakai cincin O-; hal ini merusak lapisan oli penyegel, mengakibatkan fenomena-terputusnya oli, dan mempercepat keausan segel.
Berdasarkan situasi di atas, cincin O-telah dipelajari secara ekstensif dan mendalam dalam beberapa tahun terakhir. Untuk menghindari efek termal Joule, kuncinya adalah memilih dengan benar parameter struktural cincin O-desain sesuai dengan kinerja karet, terutama kekuatan tarik dan laju kompresi cincin O-. Menurut percobaan, cincin O-dirancang untuk memiliki diameter dalam sama dengan atau sedikit lebih besar dari diameter poros berputar, umumnya 3%~5%. Saat memasang cincin O-, cincin tersebut dikompresi dari arah radial dalam, dan kompresi bagiannya juga dirancang lebih kecil, umumnya sekitar 5%. Selain itu, coba gunakan bahan penyegel yang tidak terlalu terpengaruh oleh panas, dan pertimbangkan sepenuhnya masalah pembuangan panas pada pemasangan cincin O. Dengan cara ini, kondisi kerja cincin O-sangat ditingkatkan, dan dapat diterapkan pada penyegelan poros berputar dengan kecepatan maksimum 4m/s.
Dalam beberapa tahun terakhir, terdapat-karet fluor yang tahan panas dan-karet poliuretan yang tahan aus, dan efek termal Joule pada komponen karet telah lebih dipahami. Dan untuk mengatasi solusi masalah ini, struktur penyegelan cincin O-baru telah dirancang, sehingga cincin O-dapat diterapkan dengan lebih baik dan gerakan memutar-berkecepatan tinggi,-tekanan tinggi.
Karena ukurannya yang kecil, struktur sederhana, biaya rendah, kinerja proses yang baik, dan jangkauan aplikasi yang luas, cincin O-banyak digunakan pada perangkat penyegelan putar.
