ゴム製Oリングの張力と圧縮率

- 2021-09-23-

Oリングシールは典型的な押し出しシールです。 Oリングの圧縮率と断面直径の延長は、シール設計の主な内容であり、シール性能と耐用年数にとって非常に重要です。 Oリングの良好なシール効果は、Oリングのサイズと溝のサイズを正しく一致させて、シールリングの適切な圧縮と伸長を形成することに大きく依存します。
1.ストレッチ
ゴム製のOリングをシール溝に取り付けた後、一般的にある程度の伸びがあります。圧縮率と同様に、伸びの量もOリングのシール性能と耐用年数に大きな影響を与えます。伸びが大きいとOリングの取り付けが難しくなるだけでなく、断面径d0の変化により圧縮率が低下し、漏れの原因となります。延伸量aは次式で表すことができます。
Î ‘=(d + d0)/(d1 + d0)
式では、d -----シャフトの直径(mm); d1 ---- Oリングの内径(mm)。
延伸量の範囲は1%〜5%です。たとえば、Oリングストレッチの推奨値を表に示します。軸径の大きさに応じて、表に従ってOリングの伸びを選択できます。 Oリングの圧縮率と延伸量の優先範囲
シーリングフォームシーリング媒体伸縮性α(%)圧縮率w(%)
スタティックシール作動油1.03~1.0415~25
空気<1.0115~25
往復運動作動油1.0212~17
空気<1.0112~17
回転運動作動油0.95~13~8
2.圧縮率
圧縮率Wは通常、次の式で表されます。
W =(d0-h)/ d0×100%
ここで、d0 -----自由状態のOリングの断面直径(mm)。
h ------ Oリング溝の底からシールする面までの距離(溝の深さ)、つまり圧縮後のOリングの断面高さ(mm)
Oリングの圧縮比を選択するときは、次の3つの側面を考慮する必要があります。
1.十分なシーリング接触領域が必要です。
2.摩擦は可能な限り小さいです。
3.永久的な変形を避けるようにしてください。
上記の要因から、それらが互いに矛盾していることを見つけることは難しくありません。大きな圧縮率は大きな接触圧力を得ることができますが、過度の圧縮率は間違いなく滑り摩擦と永久的な形状を増加させます。圧縮率が小さすぎると、シール溝の同心度誤差や要件を満たしていないOリング誤差による漏れ、部分圧縮の喪失の原因となる場合があります。したがって、Oリングの圧縮比を選択する際には、さまざまな要素を考慮する必要があります。一般に、静的シールの圧縮率は動的シールの圧縮率よりも大きくなりますが、その極値は25%未満である必要があります。そうしないと、圧縮応力が大幅に緩和され、特に高温条件で過度の永久変形が発生します。
シリコーンOリングシールの圧縮率Wの選択では、使用条件、静的シールまたは動的シールを考慮する必要があります。静的シールは、ラジアルシールとアキシャルシールに分けることができます。ラジアルシール(または円筒形スタティックシール)の漏れギャップは直径です。アキシャルギャップ、アキシャルシール(またはフラットスタティックシール)のリークギャップはアキシャルギャップです。 Oリングの内径または外径に作用する圧力媒体により、アキシャルシールは内圧と外圧に分けられます。 Oリングの初期張力は、内圧が上昇し、外圧が低下します。上記の異なる形態の静的シールでは、Oリングに対するシール媒体の作用方向が異なるため、予圧設計も異なります。ダイナミックシールの場合、往復モーションシールと回転モーションシールを区別する必要があります。
1.静的シール:円筒形の静的シール装置は往復シール装置と同じで、一般的にW = 10%〜15%です。平面静的シーリング装置はW = 15%~30%です。

2.ダイナミックシールの場合、3つの状況に分けることができます。往復運動は一般的にW = 10%~15%かかります。回転運動シールの圧縮比を選択するときは、ジュール熱効果を考慮する必要があります。一般的に、回転運動Oリングの内径はシャフト径より3%-5%大きく、外径W = 3%-8%の圧縮率です。摩擦抵抗を低減するために、低摩擦運動用のOリングは、一般に、より小さな圧縮率、つまりW = 5%〜8%を選択します。さらに、媒体と温度によるゴム材料の膨張も考慮する必要があります。通常、所定の圧縮変形の外側では、最大許容膨張率は15%です。この範囲を超える場合は、材料の選択が不適切であることを示しており、代わりに他の材料のOリングを使用するか、指定された圧縮変形速度を修正する必要があります。