Уплотнительные кольца: классификация

28.06.2021

Уплотнительные кольца круглого поперечного сечения (или О-кольца, как их называют в западной технической литературе) – неотъемлемый атрибут технических систем, основанных на применении любой гидравлической жидкости, воздуха или газа под давлением. При конструировании соответствующих узлов уплотнительные кольца принято относить к виду стандартных деталей.

уплотнительные кольца что это такое

Стандартные характеристики

Для О-колец круглого поперечного сечения такими характеристиками считаются:

  • Номинальный внутренний диаметр, мм (в ненагруженном состоянии);

  • Сечение кольца, мм;

  • Способ установки – радиальный или торцевой (последний используется в неподвижных соединениях);

  • Тип монтажа – обычный, для резьбового элемента, с конической уплотнительной фаской;

  • Пределы допустимого биения (для подвижных узлов). Увеличенное биение допускается при необходимости в постоянной подаче смазки;

  • Наличие или отсутствие дополнительных/защитных колец. Они обязательны к установке, если фактическое давление рабочей среды находится на максимуме допустимых значений.

уплотнительные кольца круглого сечения

Независимо от вида уплотняемой среды предельная скорость её перемещения в зоне уплотнения не может превышать 0,5 м/с. При динамическом уплотнении кольца изготавливаются с меньшими значениями радиусных переходов.

Классификация

В технике отечественного производства используют преимущественно кольца, которые изготавливаются согласно техническим требованиям ГОСТ 9833-73 и ГОСТ 18829-73. Оба распространяются на продукцию из резины, которая рассчитана на применение в оборудовании с гидро- или пневмоузлами, а также в отопительной и смазочной технике. Отличие между указанными стандартами заключается в ряде технических требований на продукцию. Так, ГОСТ 18829-73 вводит градацию уплотнительных колец в зависимости от условий работы узлов и верхней границы давлений, которые там реализуются, а также обуславливает выбор материала кольца по эксплуатационным нагрузкам и наибольшей эксплуатационной температуре уплотняемого узла.

Параметры классификации:

  • Для каких соединений используются уплотнительные кольца – неподвижных или подвижных (разница состоит в величинах допусков на исполнительные размеры);

  • Степень химической агрессивности жидкой или газообразной среды;

  • Класс точности уплотнительного кольца;

  • Требования к качеству внешней поверхности – шероховатость, качество кромки и пр.;

  • Материал, из которого изготовлено кольцо.

Технология производства уплотнительного кольца стандартами не оговаривается.

Диапазоны габаритных размеров

Условные обозначения уплотнительных колец, которые производятся по ГОСТ 9833-73 и ГОСТ 18829-73 имеют вид ХХХ-ХХХ-ХХ, где первая группа цифр обозначает диаметр уплотняемого штока мм, вторая – диаметр соответствующего цилиндра, мм, третья - диаметр сечения кольца, увеличенный в 10 раз.

Пределы изготовления уплотнительных колец определённого внутреннего диаметра зависят от поперечного сечения детали, которое может варьироваться в пределах от 1,4 до 8,5 мм (установленная дискретность размеров – 1,4; 1,9; 2,5; 3,0; 3,6; 4,6; 5,8; 7,5; 8,5 мм). Соответственно, внутренний диаметр кольца может быть от 2,8 мм до 493,5 мм. Для каждого исполнительного размера устанавливаются свои размерные допуски.

Общие принципы выбора

Все виды уплотнительных колец фактически представляют собой прокладки, которые устраняют риск внезапного выброса жидкости или газа. Разница заключается в том, что при высоких давлениях стандартная прокладка может быть деформирована или разорвана, кольцо же обладает более высокой эксплуатационной стойкостью, поскольку, сжимаясь в сечении по посадочному месту, оказывает сопротивление давлению уплотняемой среды.

Чем большее внутреннее давление приложено к этому соединению, тем сильнее деформация уплотнительного кольца, которое находится внутри своей канавки. Это улучшает общую герметизирующую способность кольца.

При превышении определенного давления или при появлении динамических рабочих нагрузок колебания давления среды на кольцо возрастают. Поэтому важно определить правильный баланс между материалом уплотнительного кольца, его размером и характеристиками уплотняемой рабочей среды.

Требования к материалу

Обычно уплотнительные кольца производят из фторкаучуковых или полимер-силиконовых сортов резины. ГОСТ 18829-73 устанавливает следующие обязательные требования к материалу:

  1. Группа резины – от 0 до 8.

  2. Диапазон рабочих температур: от -150С до +1300С (для резины группы 0) до -400С…+1000С (для резины группы 8).

  3. Условный предел прочности при растяжении, МПа – 12,3…8,8 (для резины групп 0 и 8 соответственно).

  4. Относительное удлинение материала при разрыве, % - 250…150 (для резины групп 0 и 8 соответственно).

  5. Морозостойкость при температуре воздуха от -100С до -500С – 0,2…0,6.

  6. Твёрдость по Шору, А - 55…90.

При длительном пребывании кольца в жидкой рабочей среде допускается его набухание в размере до 20% от первоначальных габаритов. Плотность материала кольца при этом не должна быть менее 1000 кг/м3.

В обоснованных случаях – высокие и/или пульсирующие давления, малые зазоры – в пару к уплотнительным кольцам предусматривают монтаж дополнительных плоских колец, которые изготавливаются из фторопласта или полиамида. Радиальные размеры таких уплотнительных колец должны отвечать резиновым, а толщина должна быть не менее 1,9…1,5 мм, что учитывается при проектировании уплотнений.

Эксплуатационные преимущества

Основными из них являются следующие:

  • При снятии нагрузки (например, при демонтаже узла) размеры уплотнительных О-колец из резины возвращаются к своим первоначальным значениям;

  • Под давлением уплотнительное кольцо смещается в своей канавке к стороне уплотнения с более низким значением давления. В результате прижим кольца к внутренней и внешней стенкам узла становится более плотным;

  • При любом технологическом процессе производства колец – экструзией или литьём под давлением, обеспечивается должная стабильность геометрии и механических характеристик продукции.

Следует отметить, что в настоящее время ГОСТ 18829-73 как общероссийский не используется. С другой стороны, действуют ТУ 2512-001-18077575-2013, которыми предусматривается выпуск уплотнительных колец прямоугольного поперечного сечения. Изготовление такой продукции ведётся вулканизационной или клеевой стыковкой резиновой ленты.

2009-2021 © ООО «Гидросервис»