Tensão do anel de borracha e taxa de compressão

A vedação O-ring é uma vedação extrudada típica. A taxa de compressão e a extensão do diâmetro da seção transversal do O-ring são o conteúdo principal do projeto da vedação, que é de grande importância para o desempenho da vedação e a vida útil. O bom efeito de vedação dos anéis de vedação depende muito da combinação correta do tamanho do anel de vedação e do tamanho da ranhura para formar uma compressão e extensão razoáveis ​​do anel de vedação.
1. Alongamento
Depois que o O-ring de borracha é instalado na ranhura de vedação, ele geralmente estica um pouco. Assim como a taxa de compressão, a quantidade de estiramento também tem uma grande influência no desempenho da vedação e na vida útil do O-ring. Um grande alongamento não só dificultará a instalação do O-ring, mas também reduzirá a taxa de compressão devido à mudança no diâmetro da seção transversal d0, o ​​que causará vazamento. A quantidade de alongamento a pode ser expressa pela seguinte fórmula:
Î ‘= (d + d0) / (d1 + d0)
Na fórmula, d ----- diâmetro do eixo (mm); d1 ---- diâmetro interno do O-ring (mm).
A faixa de quantidade de alongamento é de 1% -5%. Por exemplo, o valor recomendado de alongamento do O-ring é fornecido na tabela. De acordo com o tamanho do diâmetro do eixo, o alongamento do O-ring pode ser selecionado de acordo com a tabela. Faixa de precedência da taxa de compressão do O-ring e quantidade de alongamento
Forma de vedação Meio de vedação Esticamento a (%) Taxa de compressão w (%)
Óleo hidráulico de vedação estática 1,03～1,04 15～25
Ar <1,01 15～25
Óleo hidráulico de movimento alternativo 1,02 12～17
Ar <1,01 12～17
Movimento de rotação Óleo hidráulico 0,95～1 3～8
2. Taxa de compressão
A taxa de compressão W é geralmente expressa pela seguinte fórmula:
W = (d0-h) / d0 × 100%
Onde d0 ----- o diâmetro da seção transversal do O-ring no estado livre (mm);
h ------ A distância entre a parte inferior da ranhura do O-ring e a superfície a ser vedada (profundidade da ranhura), ou seja, a altura da seção transversal do O-ring após a compressão (mm)
Ao selecionar a taxa de compressão do O-ring, os três aspectos a seguir devem ser considerados:
1. Deve haver área de contato de vedação suficiente;
2. O atrito é o menor possível;
3. Tente evitar deformações permanentes.
A partir dos fatores acima, não é difícil descobrir que eles são contraditórios entre si. Uma grande taxa de compressão pode obter uma grande pressão de contato, mas uma taxa de compressão excessiva sem dúvida aumentará o atrito deslizante e a forma permanente. Se a taxa de compressão for muito pequena, pode causar vazamento devido ao erro de concentricidade da ranhura de vedação e o erro do anel de vedação que não atende aos requisitos, e a perda de compressão parcial. Portanto, ao escolher a taxa de compressão do O-ring, é necessário pesar vários fatores. Geralmente, a taxa de compressão da vedação estática é maior do que a da vedação dinâmica, mas seu valor extremo deve ser inferior a 25%. Caso contrário, o estresse compressivo relaxará significativamente e ocorrerá deformação permanente excessiva, especialmente em condições de alta temperatura.
A seleção da taxa de compressão W do anel de vedação de silicone deve considerar as condições de uso, vedação estática ou vedação dinâmica; os selos estáticos podem ser divididos em selos radiais e selos axiais; a lacuna de vazamento de selos radiais (ou selos estáticos cilíndricos) é o diâmetro. A lacuna axial, a lacuna de vazamento da vedação axial (ou selo estático plano) é a lacuna axial. De acordo com o meio de pressão que atua no diâmetro interno ou externo do O-ring, a vedação axial é dividida em pressão interna e pressão externa. A pressão interna aumenta e a pressão externa diminui a tensão inicial do O-ring. Para as diferentes formas de vedações estáticas mencionadas acima, a direção de ação do meio de vedação no O-ring é diferente, portanto, o projeto de pré-pressão também é diferente. Para vedações dinâmicas, é necessário distinguir entre vedações de movimento alternativo e vedações de movimento rotativo.
1. Vedação estática: o dispositivo de vedação estática cilíndrica é igual ao dispositivo de vedação alternativo, geralmente W = 10% ～15%; o dispositivo de vedação estática plana é W = 15% ～30%.

2. Para vedações dinâmicas, pode ser dividido em três situações; movimento alternativo geralmente leva W = 10% ～15%. Ao selecionar a taxa de compressão da vedação de movimento rotativo, o efeito de aquecimento Joule deve ser considerado. De um modo geral, o diâmetro interno do O-ring de movimento rotativo é 3% -5% maior do que o diâmetro do eixo e a taxa de compressão do diâmetro externo W = 3% -8%. Para reduzir a resistência ao atrito, os O-rings para movimento de baixo atrito geralmente escolhem uma taxa de compressão menor, ou seja, W = 5% -8%. Além disso, a expansão do material de borracha causada pelo meio e pela temperatura também deve ser considerada. Normalmente fora da deformação de compressão dada, a taxa de expansão máxima permitida é de 15%. Exceder essa faixa indica que a seleção do material é inadequada e, em vez disso, anéis O-ring de outros materiais devem ser usados ​​ou a taxa de deformação por compressão fornecida deve ser corrigida.