Kenntnisse und Formeldesign von Gummi-O-Ringen
Dichtungen:
In Hydrauliksystemen und deren Systemen werden Dichtungen eingesetzt, um ein Austreten des Arbeitsmediums sowie das Eindringen von äußerem Staub und Fremdkörpern zu verhindern. Die Dichtungskomponente ist die Dichtung.
Externe Leckagen führen zu einer Verschwendung von Medien, verschmutzen die Maschine und die Umwelt und können sogar zu Fehlfunktionen von Maschinen und Geräten sowie zu Unfällen führen.
Eine Undichtigkeit im volumetrischen Wirkungsgrad des Hydrauliksystems führt zu einem starken Abfall, zum Nichterreichen des angegebenen Betriebsdrucks oder sogar zu Funktionsstörungen.
Das Eindringen winziger Staubpartikel in das System kann Reibung und Verschleiß der Hydraulikkomponenten verursachen oder verstärken, was wiederum zu Leckagen führen kann.
Daher stellen Dichtungen und Verschlüsse von Hydraulikgeräten eine wichtige Komponente dar. Ihre Zuverlässigkeit und Lebensdauer sind ein wichtiger Indikator für die Qualität eines Hydrauliksystems.
Zusätzlich zur Spaltabdichtung ist der Einsatz von Dichtungen erforderlich, um die Kopplung zwischen zwei benachbarten Oberflächen durch Abdichten eines Mindestspalts darunter zu steuern und so den Flüssigkeitsspalt zu kontrollieren.
Bei Berührungsdichtungen unterscheidet man zwischen selbstdichtenden Presspassungen und selbstdichtenden selbstspannenden Dichtungen (also der Dichtlippe).
Einführung in Gummi-O-Ringe
Der O-Typ-Dichtungsring ist ein Gummiring mit kreisförmigem Querschnitt. Da sein Querschnitt O-förmig ist, wird er O-Typ-Dichtungsring genannt. Er tauchte erstmals Mitte des 6. Jahrhunderts auf und wurde als Dichtungselement für Dampfmaschinenzylinder verwendet. Er ist der am weitesten verbreitete Typ in hydraulischen und pneumatischen Übertragungssystemen. In taiwanesischen und japanischen Unternehmen wird er normalerweise O-Ring genannt.
Der O-Ring ist eine ringförmige Gummidichtung mit kreisförmigem Querschnitt. Er wird hauptsächlich verwendet, um das Austreten von flüssigen und gasförmigen Medien in mechanischen Komponenten unter statischen Bedingungen zu verhindern. In einigen Fällen kann der O-Ring auch für axiale Hin- und Herbewegungen verwendet werden. und dynamische Dichtelemente mit langsamer Drehbewegung. Je nach den unterschiedlichen Bedingungen können unterschiedliche Materialien ausgewählt werden.
Bei der Auswahl eines O-Rings sollten Sie versuchen, einen O-Ring mit großem Querschnitt zu verwenden. Bei gleichem Spalt sollte das Volumen des in den Spalt gepressten O-Rings kleiner sein als der maximal zulässige Wert.
Für verschiedene Arten von festen oder dynamischen Dichtungsanwendungen bieten O-Ringe den Konstrukteuren ein wirksames und kostengünstiges Dichtungselement. Der O-Ring ist ein Zweiwege-Dichtungselement. Die anfängliche Kompression in radialer oder axialer Richtung während der Installation verleiht dem O-Ring seine eigene anfängliche Dichtungsfähigkeit. Die durch den Systemdruck erzeugte Dichtungskraft und die anfängliche Dichtungskraft bilden zusammen eine Gesamtdichtungskraft, die mit zunehmendem Systemdruck zunimmt. O-Ringe spielen in statischen Dichtungssituationen eine herausragende Rolle. In geeigneten dynamischen Situationen werden jedoch häufig O-Ringe verwendet, sie sind jedoch durch die Geschwindigkeit und den Druck an der Dichtung begrenzt.
Hat folgende Vorteile:
1) Kompakte Struktur, einfach zu montieren und zu demontieren,
2) Es können sowohl statische als auch dynamische Dichtungen verwendet werden,
3) Der dynamische Reibungswiderstand ist relativ gering,
4) Durch die Verwendung einer einzigen O-Ring-Dichtung ist eine Abdichtung in beide Richtungen möglich.
O-Ring-Spezifikationen und Normen
Zu den O-Ring-Spezifikationen und -Modellen gehören hauptsächlich UHSO-Ring-Spezifikationen, UHPO-Ring-Spezifikationen, UNO-Ring-Spezifikationen, DHO-Ring-Spezifikationen, Kolbenstangen-O-Ring-Spezifikationen, hochtemperaturbeständige O-Ringe, hochdruckbeständige O-Ringe, korrosionsbeständige O-Ringe und verschleißfeste O-Ringe.
O-Ringe haben eine ausgezeichnete Dichtleistung und eine lange Lebensdauer. Die Lebensdauer dynamischer Druckdichtungen ist 5-10-mal länger als die herkömmlicher Gummidichtungsprodukte, bis zu Dutzenden Mal länger. Unter bestimmten Bedingungen kann sie die gleiche Lebensdauer wie die Dichtungsmatrix haben.
Der Reibungswiderstand des O-Rings ist gering und die dynamischen und statischen Reibungskräfte sind gleich, was 1/2-1/4 der Reibungskraft des "0"-förmigen Gummirings entspricht. Dadurch kann das Phänomen des "Kriechens" bei Bewegungen bei niedriger Geschwindigkeit und niedrigem Druck vermieden werden.
Der O-Ring ist hochverschleißfest und verfügt über eine automatische elastische Ausgleichsfunktion nach Verschleiß der Dichtfläche.
Der O-Ring verfügt über gute selbstschmierende Eigenschaften und kann als ölfreie Schmierdichtung verwendet werden.
O-Ring Der O-Ring hat eine einfache Struktur und lässt sich leicht installieren.
O-Ring-Arbeitsdruck: 0-300MPa; Arbeitsgeschwindigkeit: Kleiner oder gleich 15m/s; Arbeitstemperatur: -55-250 Grad.
Anwendbare Medien für O-Ringe: Hydrauliköl, Gas, Wasser, Schlamm, Rohöl, Emulsion, Wasser-Glykol, Säure.
O-Ring Anwendungsbereich
O-Ringe eignen sich für die Installation an verschiedenen mechanischen Geräten und spielen eine abdichtende Rolle unter statischen oder bewegten Bedingungen unter bestimmten Temperaturen, Drücken und verschiedenen flüssigen und gasförmigen Medien. Verschiedene Arten von Dichtungen werden häufig in Werkzeugmaschinen, Schiffen, Automobilen, Luft- und Raumfahrtgeräten, metallurgischen Maschinen, chemischen Maschinen, Maschinenbaumaschinen, Baumaschinen, Bergbaumaschinen, Erdölmaschinen, Kunststoffmaschinen, landwirtschaftlichen Maschinen und verschiedenen Arten von Instrumenten und Messgeräten verwendet. O-Ringe werden hauptsächlich zur statischen Abdichtung und zur hin- und hergehenden Abdichtung verwendet. Bei der Verwendung zur Abdichtung von Drehbewegungen ist sie auf langsame rotierende Dichtungsgeräte beschränkt. O-Ringe werden im Allgemeinen in Nuten mit rechteckigem Querschnitt am äußeren oder inneren Kreis installiert, um abzudichten. Die O-Ring-Dichtung spielt in Umgebungen wie Öl, Säure, Lauge, Abrieb und chemischer Erosion immer noch eine gute abdichtende und stoßdämpfende Rolle. Daher sind O-Ringe die am häufigsten verwendeten Dichtungen in hydraulischen und pneumatischen Übertragungssystemen.
Hochleistungs-O-Ring aus Gummi
Fluorkautschuk ist ein Kautschuk, der Fluor im Molekül enthält. Es gibt verschiedene Typen je nach Fluorgehalt (d. h. Monomerstruktur). Der derzeit weit verbreitete hexafluorierte Fluorkautschuk wurde erstmals von DuPont unter dem Handelsnamen „Viton“ auf den Markt gebracht. Seine Hochtemperaturbeständigkeit ist besser als die von Silikonkautschuk und er weist eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit, Beständigkeit gegen die meisten Öle und Lösungsmittel (außer Ketone und Ester), Witterungsbeständigkeit und Ozonbeständigkeit auf; seine Kältebeständigkeit ist schlecht und der allgemeine Verwendungstemperaturbereich liegt bei -20 ~250 Grad. Die spezielle Formel kann niedrigen Temperaturen bis zu -40 Grad standhalten.
Ein O-Ring ist ein Gummi-O-Ring mit kreisförmigem Querschnitt. Da sein Querschnitt O-förmig ist, wird er als O-Ring bezeichnet. Gummi-O-Ringe sind die am häufigsten verwendeten Dichtungen in hydraulischen und pneumatischen Übertragungssystemen. Im Allgemeinen werden Gummi-O-Ringe selten in Dichtungsvorrichtungen für rotierende Bewegungen verwendet. Gummi-O-Ringe werden im Allgemeinen zur Abdichtung in Nuten mit rechteckigem Querschnitt am äußeren oder inneren Kreis eingebaut.
Fluorkautschuk (FKM) ist ein organisches Elastomer, das aus fluorhaltigen Monomeren copolymerisiert wird. Zu seinen Eigenschaften gehören Temperaturbeständigkeit bis 300 Grad, Säure- und Laugenbeständigkeit sowie Ölbeständigkeit, was ihn zu den besten ölbeständigen Kautschuken macht. Er hat eine gute Strahlungsbeständigkeit und hohe Vakuumbeständigkeit, ist elektrisch isolierend, weist mechanische Eigenschaften auf, ist chemisch korrosionsbeständig, ozonbeständig und atmosphärisch beständig. Die Alterungsbeständigkeit ist ausgezeichnet. Die Nachteile sind schlechte Verarbeitbarkeit, hoher Preis, schlechte Kältebeständigkeit sowie geringe Elastizität und Atmungsaktivität.
Betriebstemperaturbereich: -40 Grad ~ +300 Grad. Mit der Entwicklung der Industrie werden Fluorkautschuk-O-Ringe häufig in Automobilen, Elektronik, Luft- und Raumfahrt, Schiffen usw. verwendet, wo relativ hohe Präzision, hohe Temperaturbeständigkeit, hohe Verschleißfestigkeit und raue Arbeitsumgebungen erforderlich sind. Mit der Entwicklung der Industrie werden Fluorkautschukmaterialien ständig verbessert und erneuert. Im Folgenden sind die Eigenschaften und der Anwendungsbereich weit verbreiteter Fluorkautschukmaterialien aufgeführt.
Vorteil:
Es ist hitzebeständig bis 250 Grad und beständig gegen die meisten Öle und Lösungsmittel, insbesondere alle Säuren, aliphatischen Kohlenwasserstoffe, aromatischen Kohlenwasserstoffe sowie tierische und pflanzliche Öle. Gute chemische Stabilität, ausgezeichnete Hochtemperaturbeständigkeit, gute Alterungsbeständigkeit, ausgezeichnete Vakuumleistung, ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, gute Isoliereigenschaften, ausgezeichnete Vakuumleistung, ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, gute Isoliereigenschaften
Mangel:
Nicht empfohlen für die Verwendung mit Ketonen, niedermolekularen Estern und nitrathaltigen Gemischen. Autos, Lokomotiven, Dieselmotoren und Kraftstoffsysteme.
Zu den Hauptmaterialien von O-Ring-Produkten gehören
Nitrilkautschuk (NBR): Dieses Material hat eine maximale Temperatur von 130 Grad und eine Härte von 50-90 Grad. Es verfügt über vollständige Spezifikationen. Es hat gute mechanische Eigenschaften und ist beständig gegen Schmiermittel und Fette auf Mineralbasis.
Fluorkautschuk (FPM): Dieses Material kann Temperaturen von bis zu 240 Grad erreichen und verfügt über vollständige Spezifikationen. Es ist bekannt für seine guten Eigenschaften wie hohe Temperaturbeständigkeit und chemische Beständigkeit. Darüber hinaus verfügt es auch über gute Alterungs- und Oxidationsschutzeigenschaften sowie eine sehr geringe Gasdurchlässigkeit (besonders geeignet für Vakuumgeräte in großen Höhen).
EPDM-Kautschuk: hat einen Temperaturbereich von -50 Grad bis 150 Grad und ist beständig gegen heißes Wasser, Dampf, Alterung und Chemikalien. Es ist geeignet für heißes Wasser, Dampf, Reinigungsmittel, Kaliumhydroxidlösung, Silikonöl und -fett, eine Vielzahl von verdünnten Säuren und Chemikalien (Medikamente). Es wird besonders aufgrund seiner Beständigkeit gegen Glykolbremsflüssigkeiten empfohlen, ist jedoch nicht mit allen Mineralölprodukten (Schmiermittel, Kraftstoffe) kompatibel.
Silikon (SI): Silikonkautschuk hat den breitesten Betriebstemperaturbereich (-60-180 Grad), ist harmlos, ungiftig und geruchlos, hat eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Ozonalterung, Sauerstoffalterung, Lichtalterung und Witterungsalterung und hat eine ausgezeichnete elektrische Isolationsleistung, spezielle Oberflächeneigenschaften und physiologische Inertheit, hohe Atmungsaktivität
Es gibt auch viele Arten von Materialien wie: Polyurethan-Kautschuk (PU), Naturkautschuk (NR), Butylkautschuk (BU), sulfoniertes Polyethylen (CSM), Polytetrafluorethylen (PTFE), Neopren-Kautschuk (CR), Acrylkautschuk (ACM) und andere Materialien.
O-förmiges Gummidichtring-Verbunddesign
<1>Grundsätze der Formelgestaltung
Die Gummiformel besteht im Allgemeinen aus Rohgummi, Vulkanisations-Antioxidans-Verstärkungssystem, Schutzsystem, Verstärkungssystem und Erweichungssystem. Der Zweck der Formelentwicklung besteht darin, die beste Kombination verschiedener Komponenten zu finden, um eine gute Gesamtleistung zu erzielen. Die Formelentwicklung sollte letztendlich die folgenden Ziele erreichen:
1. Erfüllen Sie die Leistungsanforderungen des Dichtrings.
2. Die Gummiverarbeitungstechnologie weist eine gute Leistung auf.
3. Versuchen Sie unter der Voraussetzung der Gewährleistung der Produktqualität, Rohstoffe auszuwählen, die billig, reich an Quellen, ungiftig oder wenig giftig sind und eine stabile Leistung aufweisen.
Gummiformeln können je nach Verwendungszweck in Testformeln und praktische Formeln unterteilt werden. Erstere dienen dazu, die Beziehung zwischen einem bestimmten Rohmaterial und den Eigenschaften von vulkanisiertem Gummi und Mischgummi zu untersuchen oder zu identifizieren, und streben eine einfache Zusammensetzung an. Praktische Formeln untersuchen hauptsächlich die Beziehung zwischen der Leistung von vulkanisiertem Gummi, der tatsächlichen Leistung des Produkts und der Prozessleistung des Mischgummis. Der Prozess zum Formulieren einer praktischen Formel ist:
Analyse der Umgebungsbedingungen und des Herstellungsprozesses des Produkts – à Auswahl der Gummiarten und der verschiedenen Bestandteile, aus denen sich die Formel zusammensetzt, Testformel – à Test zur Leistungsbewertung – à Anpassung und Verbesserung der Komponenten – à Erweiterung des Tests zur Bestimmung der praktischen Formel.
<2>Design der O-Ring-Dichtungsmasse
Die komplexe und vielfältige Arbeitsumgebung des O-förmigen Gummidichtrings erfordert, dass sein Gummimaterial bestimmte spezielle Eigenschaften aufweist. In Hydrauliksystemen sind gute Ölbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit, geringe bleibende Verformung bei Kompression und eine gewisse Zugfestigkeit erforderlich. Als dynamische Dichtung sollte das Gummimaterial neben den Anforderungen auch eine gute Verschleißfestigkeit und Reißfestigkeit aufweisen. Zum Abdichten spezieller Medien müssen die Volumenänderung und Härteänderung des Gummimaterials im Medium gering sein. Kurz gesagt, das Formeldesign sollte umfassend auf der Grundlage spezifischer Arbeitsbedingungen, Medientyp, Betriebstemperatur, Arbeitsdruck und Anwendungsstatus berücksichtigt werden.
<3>O-Ring-Dichtungsgummiverarbeitung
Derzeit erfolgt die Herstellung von O-förmigen Gummidichtringen hauptsächlich durch Formen. Zu den Vulkanisationsverfahren für geformte Produkte gehören hauptsächlich Flachplattenformen, Transferformen und Spritzgießen. Das Flachplattenformverfahren hat die längste Geschichte. Das Transferformen wurde in den 1950er Jahren erstmals eingesetzt, während das Spritzgießen in den 1960er Jahren allmählich von der Kunststoffindustrie in die Gummiindustrie überging. Der aktuelle Entwicklungstrend besteht darin, das Spritzdruckverfahren schrittweise weiterzuentwickeln, aber aufgrund des unterschiedlichen Anpassungsbereichs ist es immer noch Realität, dass die drei Verfahren koexistieren und sich weiterentwickeln können. Aufgrund seiner Eigenschaften wird für O-förmige Dichtringe immer noch das Flachplattenformen als Hauptformungsverfahren verwendet.
Während des Formvulkanisationsprozesses müssen Vulkanisationstemperatur, -zeit und -druck streng und korrekt kontrolliert werden, und Änderungen von Parametern wie der Temperatur während des Vulkanisationsprozesses müssen jederzeit beachtet und entsprechend behandelt werden. Andernfalls kann das Produkt unter- oder überschwefelt sein. Wenn ein automatisches Kontrollsystem verwendet wird, wird der gesamte Vulkanisationsprozess automatisch aufgezeichnet und kontrolliert, um sicherzustellen, dass das Produkt den richtigen Vulkanisationsgrad erreicht.
Die Vulkanisationstemperatur ist eine der Grundbedingungen für die Vulkanisationsreaktion von O-Ring-Dichtungen aus Gummi. Sie wirkt sich direkt auf die Vulkanisationsgeschwindigkeit und die Produktqualität aus. Ist die Vulkanisationstemperatur hoch, ist die Vulkanisationsgeschwindigkeit schnell und die Produktionseffizienz hoch; ist die Vulkanisationstemperatur niedrig, ist die Vulkanisationsgeschwindigkeit langsam. Die Vulkanisationstemperatur hängt von der Rezeptur ab, und vor allem von der Gummiart und dem verwendeten Vulkanisationssystem. Die geeignetste Vulkanisationstemperatur für Naturkautschuk beträgt im Allgemeinen 143 Grad -150 Grad, und die für synthetischen Kautschuk beträgt im Allgemeinen 150 Grad -180 Grad. Die Vulkanisationszeit wird im Allgemeinen durch Experimente entsprechend der ermittelten Vulkanisationstemperatur ermittelt.
Gummiprodukte werden während des Vulkanisationsprozesses unter Druck gesetzt. Der Zweck besteht darin, das Gummimaterial leicht fließen zu lassen und die Formhöhle zu füllen, die Bildung von Blasen während des Vulkanisationsprozesses zu verhindern und die Dichte des Produkts zu verbessern. Die Größe des Vulkanisationsdrucks hängt von der Härte des Gummimaterials und der Größe der Form ab. Wenn die Härte des Gummimaterials hoch und die Größe der Form groß ist, kann der Druck höher sein, andernfalls sollte der Druck entsprechend reduziert werden.