
ISO 3601-sarja käsittelee todellakin tukirenkaita erillisenä aiheena: ISO 3601-4:n soveltamisala koskee puristumisen estäviä renkaita / tukirenkaita ja luettelee viisi luokkaa: T1 kierretyy tyyppi, T2 kulmalle leikattu tyyppi, T3 kiinteä tyyppi, T4 kulmalle leikattu kovera tyyppi, T5 kiinteä kovera tyyppi; nämä tukirengasstandardit toimivat yhdessä ISO 3601-1:n kanssa O-renkaat mitat ja ISO 3601-2:n uramitat. Trelleborg käsittää myös tukirenkaat itsenäisenä staattisena tiivistysratkaisuna ja huomauttaa, että niitä käytetään yhdessä O-sigelit ja X-renkaiden kanssa estämään puristumista aukoissa, joiden paine ylittää 5 MPa / 725 psi, sekä tarjoaa kierre-, leikattu-, leikkaamaton- ja PTFE-, termoplastisten materiaalien versioita.
Tukirengas ei ole "valinnainen tiivistin" — se on erityinen anti-puristumiselementti korkeapaineisessa tiivistysjärjestelmässä, joka tarkoituksellisesti hallitsee puristumisaukkoa.
Tämä on ensimmäinen ja helpoiten ymmärrettävissä oleva luokitus asiakkaille.
TYYPPİ |
Tyypillinen rakenne |
Soveltuvat olosuhteet |
Suunnittelun painopiste |
Yksisuuntainen tukirengas |
O-rengas sijoittaa yhden tukirenkaan aina paineen tulemisen suuntaan, kuten yksisuuntaisella hydrauliikkapuolella, yksisuuntaisella öljysylinterin puolella tai staattisissa tiivistysplugeissa |
Paine vaikuttaa pitkäaikaisesti yhdestä suunnasta, esimerkiksi alapaine-/painevastakkaisella puolella |
Suositeltava sijainti on se puoli, johon O-rengas todennäköisimmin puristuu ulos |
Kaksisuuntainen tukirenkaus |
O-rengas on varustettu tukirenkaalla kummallakin puolella, esimerkiksi kaksisuuntaisissa öljysylintereissä, kääntöventtiileissä, painepulssissa ja öljykaudon maanalaisissa työkaluissa |
Paineen suunnan kääntyminen, esimerkiksi kaksisuuntaisessa toimilaitteessa ja painepulssissa |
Uurien leveyttä on lisättävä, jotta O-rengas ja molemmat tukirenkaat eivät ylikompressoidu |
Lähes kaksisuuntainen suunnittelu |
Teoreettisesti yksisuuntainen, mutta toisella puolella on säilynyt takaisinvirtaus, paineenlaskun vaikutus tai käänteinen pulssi |
Koneiden ja laitteiden rakentaminen, pumput ja venttiilit, akkumulaattorit, tiukat staattiset tiivistykset |
Arviointia ei pitäisi perustaa "normaaliin käyttösuuntaan", vaan pahimpaan mahdolliseen painekulkutiehen |
Teknisistä näkökulmista yksisuuntainen paine takaisinpitorenkaan sijoitus on vastakkainen paineelle; kun paine vaihtaa suuntaa, tarvitaan kahden takaisinpitorenkaan asennusta. AIR WATER MACH:n tiivistysperusmateriaali sanoo selvästi: kaksisuuntainen voima vaikuttaa, kun paine kohdistuu molemmilta puolilta samanaikaisesti, ja molemmille puolille tulee asentaa takaisinpitorenkaat.
Yksisuuntaisen vai kaksisuuntaisen takaisinpitorenkaan tarpeen arviointi ei perustu tuotteen nimeen, vaan siihen, onko paineen suunnan kääntymisen mahdollisuus olemassa. Niin kauan kuin takaisinvirtaus, painepulssi tai käänteinen isku esiintyy, tilannetta tulee käsitellä kaksisuuntaisena puristumisen estona.
Viisi ISO 3601-4 -luokkaa voidaan muuntaa asiakkaalle helposti ymmärrettäväksi luokitteluksi:
ISO/tekniikka-termi |
Kiinalainen ilmaisu |
Etuoikeus |
Heikkous |
Tyypillinen asiakastilanne |
T1 Spiraalimallinen |
Spiraalitakaisinpitorengas |
Helppo asentaa, soveltuu suljettuihin uriin, kierroksen suunta, päätytason hydrauliikkaan dynaamiseen tiivistykseen |
Puristus voi paikallisesti ohentua; teollisuuskoneet, öljypumput, standardit korvaavat osat, urien avaus paikan päällä |
Urien avaus paikan päällä |
T2 kulmalle leikattu tyyppi |
Kulmalle leikattu avoin rengas / avoin rengas |
Helppo kokoonpano, halvempi kuin leikkaamaton |
Leikkauksen kohdalla voi muodostua paikallinen heikko kohta |
Korkealaatuinen materiaali korvaa heikot kohdat; korkea moduulus parempi; PEEK:n avauspaineen kestävyys |
T3 kiinteä tyyppi |
Kiinteä tukirengas / leikkaamaton rengas |
Jatkuva ja voimakkain vastaextruusiokyky, ei leikkausriskiä |
Vaatii avoimen kokoonpanotilan; suljetut urat eivät ole helposti asennettavia |
Korkeapaineinen staattinen tiiviste, liitoslevy, päätykansi tai vaihtosuuntainen tiiviste |
T4 kulmalle leikattu kovera tyyppi |
Kulmalle leikattu kovera / erikoismuotoinen avoille leikattu rengas |
Kovera pinta sopii paremmin O-renkaaseen ja tukee sitä riittävämmin |
Koneistus suunnan vaatimukset ovat tarkemmat |
Korkea paine, suurempi extruusioväli, paineen vaihtelut |
T5 kiinteä kovera tyyppi |
Kiinteä kovera takatuki- / erikoismuotoinen kiinteä rengas |
Jatkuva tukivoima ja O-rengas yhdistetty, soveltuu vaativiin käyttöolosuhteisiin |
Kokoonpano on rajoitettu, kustannukset korkeammat kuin avoimessa leikkauksessa |
Öljy ja kaasu, korkeapaineinen staattinen tiivistys, avain takatukirengas |
Eclipsen tuotemateriaalit luokitellaan myös insinöörintarkastelun perusteella kiinteiksi, avoimeksi leikatuiksi ja spiraalimaisiksi takatukirenkaiksi: kiinteät takatukirenkaat soveltuvat uriin, joihin asennusehdot mahdollistavat niiden käytön; avoimesti leikatut takatukirenkaat voidaan asentaa suljettuihin ureihin kulmalle leikkaamalla; spiraalimaiset takatukirenkaat käyttävät päällekkäistä kierremuotoista rakennetta ja niitä käytetään yleisesti PTFE-materiaalissa.
Avainarviointi: kiinteät takatukirenkaat keskittyvät ratkaisemaan "antiextruusiojatkuvuuden"; avoimesti leikatut takatukirenkaat keskittyvät ratkaisemaan "kokoonpanokyvyn"; spiraalimaiset takatukirenkaat keskittyvät ratkaisemaan "suljetun uran kokoonpanon"; erikoismuotoiset takatukirenkaat keskittyvät ratkaisemaan "riittämättömän O-renkaan tukialueen korkeassa paineessa".
Korkeapaineisiin asiakkaisiin kohdistuvan huolenkohteen ei ole se, onko takavarauksen estimen olemassaolo vai ei, vaan sen kyky estää puristumisen ulospäin.
Poikkileikkauksen tyyppi |
Suunnittelun logiikka |
Soveltuvat olosuhteet |
Suorakulmainen / litteä takavarauksen estin |
Toimii jäykkenä tukena O-renkaan ja puristumisen ulospäin -raon välillä |
Yleiset korkeapaineiset hydrauliikat, standardiurat |
Kovera takavarauksen estin |
Sopii tiukasti O-renkaan pyöreälle pinnalle ja lisää tuen leveyttä |
Korkeapaineinen staattinen tiivistys, O-rengas suhteellisen pehmeässä materiaalissa, painepulssit |
Kiristysmuotoinen takavarauksen estin |
Kompensoi säteittäisesti paineen vaikutuksesta ja sulkee aktiivisesti erittäin korkeapaineiset ja suuret puristumisen ulospäin -raot |
Öljyputket, metalliosat, joiden kovuutta ei voida muuttaa |
Kaksimateriaalinen yhdistelmä-tukirenkaat |
PEEK tarjoaa jäykkyyttä, PTFE koskettaa O-renkasta ja vähentää kovaa puristusta |
Korkea paine + dynaaminen, avoimen leikkauksen riski korkeampi |
Tukirenkaan ja ohjausrenkaan yhteissuunnittelu |
Ohjausrenkaan kitka aiheuttaa epätasaisen kulumisen, tukirenkaan tehtävä on estää puristumista |
Öljysylinterit, raskasrakennuskoneet, pitkä liikealue eteen ja taakse |
Kärkirenkaat ovat erityisen soveltuvia tilanteisiin, joissa molemmat päät puristetaan. Parker kärkirenkaan materiaalit huomioon ottaen sen kärkirakenne tuottaa säteittäistä kompensaatiota puristettaessa. Se soveltuu kahteen toimintatilanteeseen: molempiin suuntiin asennetaan oma kärkirenkaansa, mikä estää staattisen tiivisteen elastomeerin puristumisen. Eclipse:n korkeapainekokeissa osoitettiin, että 15 000 psi:n paineella ja 300 °F:n lämpötilassa suurilla puristumisraoilla täytetyllä PTFE-kärkirenkaalla ja PEEK-kärkirenkaalla saavutettiin parempi painekantavuus.

Korkeapaineisen takaisinpuristusrenkaan materiaalin valinta on periaatteessa kompromissi alhaisen kitkan, kovuuden, kimmomoduulin, lämpönsietokyvyn, väliaineen kestävyyden, kustannusten ja asennettavuuden välillä.
Aine |
Etuoikeus |
Risiko / rajoitus |
Käytettävyyskyky |
PTFE (polytetrafluoroetyyleeni) |
Alhainen kitka, hyvä kemiallinen kestävyys, soveltuu liikkuvien tiivistysten ja syövyttävien väliaineiden käyttöön |
Peheämpää, helposti avattavaa tai kierrettävää, puristumiskestävyys rajallinen; voidaan valmistaa avoimesti leikattuina tai kierretyinä takaisinpuristusrenkaina |
Korkeapaineiset liikkuvat alhaisen kitkan tiivistykset, kaasu- ja öljypumput, standardin O-renkaan täydennys |
Täytetty PTFE |
Lasi-, hiili- ja pronssitäytteet vaikuttavat kitkaan, kulumiseen ja iskunkestävyyteen; täytteiden lisäämisen jälkeen kulumis- ja iskunkestävyys paranevat |
Täytteen laatu vaikuttaa joissakin kemiallisesti syövyttävissä väliaineissa |
Kemiallisesti kestävät väliaineet |
PA / nyloni |
Kovaampi kuin PTFE, parempi puristuksenesto, pienempi hinta kuin PEEK |
Se imee vettä ja muuttuu mittasuhteissa, ei siedä liian korkeita lämpötiloja, yleistä hydrauliikkaa, vesiglykolin ja samanlaisen korkeapaineöljyn |
Työpaino on suurempi kuin tyypillisissä projekteissa |
PEEK-polyetereeterketooni |
Korkea moduuli, korkea kovuus, korkea puristustarkkuus, sopiva äärimmäisiin olosuhteisiin |
Korkea hinta, tiukat työstys- ja mittausvaatimukset, ei ole PTFE-kaltaista kylmävirtauskompensaatiota; avoin PEEK voi purra O-renkaita leikkausreunalla |
Öljy ja kaasu, korkea lämpötila, korkea paine, suuri puristussäiriö, avainlaitteet |
POM/asetaali, TPE jne. |
Voidaan käyttää erityisenä keskipaine- tai mukautetuna materiaalina |
Tarvitsee huomioida media, lämpötila, paine |
Ei-standardi sinetöinti, asiakaskohtaiset hankkeet |
Julkiset valmistajan tiedot antavat tyypilliset materiaalirajat viittaukseksi: Advanced EMC kuvaa PEEK: tä, joka soveltuu korkean paineen ja korkean lämpötilan käyttöön, ja nylonia, joka soveltuu edullisempiin tuotteisiin, esimerkiksi 20 000 psi: lle ja 500 ° F: lle; PTF Freudenberg toteaa myös, että PEEK:llä on PTFE:n kaltainen kemiallinen vastustuskyky, mutta parempia mekaanisia ominaisuuksia, jatkuva käyttölämpötila voi saavuttaa 260 °C ja sitä käytetään usein suurella O-renkaiden paineella.
PEEK-aineen käyttö ei ole mahdollista PTFE-standardimittaisten osien mukaisesti. Gallagher/Eclipse -tietolähteet huomauttavat, että PEEK:llä on korkea kimmokerroin eikä se kykene kylmämuovautumalla kompensoimaan mittojen poikkeamia kuten PTFE, joten vaaditaan tarkempia mittoja, kärkikulmaa, PTFE-siirtotukirenkaan käyttöä tai yhdistettyä rakennetta; avoimesti leikattu PEEK voi edelleen puristaa O-renkasta leikkuureunan vuoksi paineen vaihtelun tai dynaamisen toiminnan aikana.
Korkeapainesealauksen epäonnistuminen johtuu yleensä ei pelkästään siitä, että "paine on liian korkea", vaan seuraavista syistä:
Paine × puristusaukko × O-renkaan kovuus × materiaalin kimmokerroin × dynaaminen eksentrisyys
Näistä tekijöistä puristusaukko arvioidaan usein liian pieneksi.
Puristusaukon arviointi pitää tehdä pahimman mahdollisen tilanteen perusteella.
Älä tarkastele pelkästään piirustuksessa ilmoitettua nimellisvälitystä; ota huomioon myös:
Global O-Ringin valintatekijöiden ohjeessa mainitaan myös paine, lämpötila, kemiallinen yhteensopivuus, puristumisväli, dynaamiset/staattiset käyttöolosuhteet ja materiaalin kovuus tärkeinä tekijöinä takatukirenkaan valinnassa; ohje huomauttaa myös, että suuremmat välykset vaativat yleensä vahvempaa ja tukevampaa ratkaisua.
Puristumisvälin tila |
Suunnittelun suuntaus |
Pieni väli, kohtalainen paine |
PTFE- tai täytetyllä PTFE:llä valmistettu litteä tukirenkaus riittää |
Kohtalainen väli, korkeampi paine |
Täytetty PTFE, PA/nailon, kovera tukirenkaus |
Suurempi väli, korkeampi paine, korkeampi lämpötila |
PEEK, kovera tukirenkaus, PEEK + PTFE -yhdistelmä |
Erittäin suuri väli, vaikeaa muuttaa laitteistoa |
Kärkirenkaus, jaettu useaan kärkirenkaaseen, ohjaustoiminto ylikuormituisi muuten |
Selkeä dynaaminen eksentrisyys |
Optimoidaan ensin ohjausnauha, sitten suunnitellaan tukirenkaat; muuten tukirenkaat kantavat ohjaustehtävää |
Tukirenkaat eivät ole tarkoitettu korvaamaan kaikkia uraprobleemoja. Korkeapaineisen tiivistyksen suunnittelussa on ensin rajoitettava puristumisväli ja sen jälkeen tukirenkaalla parannettava turvamarginaalia.
Asiakasluokka |
Keskityksen kohteet |
Suositeltava suuntaus |
Korkeapaineiset hydrauliasiakkaat |
Paine, takaisin-eteen liikkuvan liikkeen nopeus, ohjausliukumisen kulumiskestävyys, öljyn lämpötila, asennuksen suojaus |
Keskitys yksisuuntaisiin/kaksisuuntaisiin tukirenkaisiin, avoimeen leikattuihin tukirenkaisiin, täytettyyn PTFE:hen, PA:han ja PEEK:iin |
Öljy- ja kaasualan asiakkaat |
Korkea lämpötila ja korkea paine, paineen vaihtelut, syövyttävät aineet, sertifiointivaatimukset, ei-standardi ura |
Keskitys PEEK:iin, koveriin tukirenkaisiin, kaksisuuntaisiin tukirenkaisiin, erikoismuotoisiin renkaisiin ja suuriin puristusaukkoihin |
Teollisuuskoneiden asiakkaat |
Iskukuormitus, muta- ja vesisepäpuhtaudet, huollon helppous, kustannukset |
Keskity kiinteään tai avoimeen renkaaseen, PA/nailon, täytettyyn PTFE:hen, ohjausrenkaaseen ja tukirenkaaseen sopivuuteen |
Pumpun ja venttiilin asiakkaat |
Staattinen tiiviste, venttiilin varren dynaaminen liike, usein avattava ja suljettava, painepiikit |
Keskity kiinteään renkaaseen, PEEK-materiaaliin, koveraan renkaaseen ja kahden suunnan paineen kestävyyteen |
Kemikaalialan asiakkaat |
Aineen yhteensopivuus, lämpötila, vähäinen vuotaminen |
Keskity PTFE:hen, täytettyyn PTFE:hen ja PEEK:n kemialliseen kestävyyteen sekä mitallisesti vakaisuuteen |
Kun annat tarjouksia asiakkaille, älä kysy pelkästään "kuinka suuri paine". Korkeapaineisiin tukirenkaisiin tulee ainakin kysyä näitä kenttiä:
Tekniset tiedot |
Miksi se on tärkeää |
Käyttöpaine / huippupaine |
Määrittää, tarvitaanko yhtä vai kahta vararingiä sekä tarvitaanko PEEK-materiaalia |
Paineen suunta |
Määrittää yksisuuntaisen vai kaksisuuntaisen vararingin |
Puristusväli |
Määrittää vararingin materiaalin, poikkileikkauksen ja määrän |
Lämpötila-alue |
Määrittää, sopivatko PTFE-, PA- tai PEEK-materiaalit |
Välineet |
Määrittää materiaalin kemiallisen yhteensopivuuden |
Staattinen tiiviste/dynaaminen tiiviste |
Määrittää kitkan, kulumisen ja avoimen leikkausriskin |
Liikeformaatti |
Takaisinliike, pyörivä liike ja heilahdusliike vastaavat erilaisia vararingikonfiguraatioita |
Onko ura suljettu |
Määrittää, voidaanko kiinteä, avoin leikkaus - tai spiraalirenkaan asentaa |
O-renkaan materiaali ja kovuus |
Määrittää tuetun kohteen antiextruusiokyvyn |
Akselin / reiän / uran mitat ja toleranssit |
Määrittää todellisen suurimman extruusioeron |
Onko ohjausrengas olemassa |
Vaikuttaa epäkeskisyyteen ja sivusuuntaiseen kuormitukseen |
Onko sertifiointivaatimuksia |
Öljy- ja kaasuteollisuus, elintarviketeollisuus, avaruusteollisuus ja sotilasteollisuus saattavat vaatia materiaalitodistuksia |