1. Következtetés

O-gyűrű a gyakran emlegetett „70 fok, 80 fok, 90 fok” általában a 70 Shore A, 80 Shore A, 90 Shore A értékekre utal, azaz a gumihenger keménységére. Minél magasabb az érték, annál keményebb az anyag, és annál nagyobb az extrúzió elleni ellenállása; ugyanakkor azonban növekszik a szerelési erő, csökken az rugalmas illeszkedés, és romlik a hidegben való visszapattanás is. Ezért az O-gyűrű keménysége nem minél magasabb, annál jobb.

Az általános mérnöki kiválasztási logika a következő:

70A: alapértelmezett elsődlegesség. Leginkább statikus tömítésekhez, hagyományos olaj-, víz- és nevelési alkalmazásokhoz, valamint általános karbantartási feladatokhoz alkalmas. A 70A előnye a rugalmasság, a szerelhetőség, a tömítőfelületre való illeszkedés és az általános alkalmazhatóság viszonylag kiegyensúlyozott kombinációja.

80A: köztes kompromisszum. Amikor a 70A érték nyomás alatt enyhén észrevehető extrúziós kockázatot jelent (pl. hornyok szélessége vagy enyhe élcsípés), de egyúttal elkerülni kívánja a 90A értékkel járó túlzott szerelési erőt, súrlódást és a hidegben való visszapattanás csökkenését, akkor érdemes megfontolni a 80A értéket.

90A: extrúzióállóság elsődlegessége. Jó választás magas nyomású, nagy extrúziós hézagú hidraulikus rendszerekhez, illetve olyan körülményekhez, amelyeknél korábban már előfordult bite/extrúzió/nibble jelenség; azonban a 90A-t nem szabad egyszerűen „fejlettebbnek” tekinteni, mivel szigorúbb követelményeket támaszt a hornyolással, a lekerekítéssel, a szerelési kenéssel és az alacsony hőmérsékleten történő kezdeti tömítéssel szemben.

A Shore A egy behatolási keménység-mérési rendszer; az ASTM D2240 szabvány egyértelműen megmagyarázza, hogy ez a vizsgálat a megadott feltételek mellett a anyagba behatoló nyomóerő mélységét méri, és egy empirikus ellenőrző mutatót képvisel, amelyet nem lehet egyszerűen egyetlen mechanikai tulajdonsággal azonosítani. Más szavakkal: a 90A nem jelent „30%-kal magasabb szakítószilárdságot, mint a 70A” – csupán egy magasabb keménységi fokozat.

2. A 70A, 80A és 90A összehasonlító táblázata

Ez a táblázat egy további feltételt igényel: összehasonlításnál ugyanazon anyagrendszeren belül kell maradni. Az NBR 70A, FKM 70A, EPDM 70A és VMQ 70A nem azonos teljesítményt nyújt – az anyag határozza meg a közegkompatibilitást, a hőmérséklet-tartományt, a kompressziós deformációt és az alacsony hőmérsékleten való viselkedést; a keménység csupán egy paraméter ezen belül.

3. A szülői család. Miért a leggyakoribb a 70A?

a 70A-nak az alapértéke az egyensúly.

Az O-gyűrű nem támaszkodik a "szorosabb nyomás megbízhatóbb" zárásra, hanem a telepítés utáni tömörítési deformációra, hogy az első érintkezési nyomást generálja, majd tovább erősíti a tömörítést a médium nyomás hatására. A Trelleborg O-gyűrű anyaga tipikus kezdeti tömörítési ajánlásokat ad: dinamikus alkalmazás 620%, statikus alkalmazás 1530%. Ez azt mutatja, hogy az O-gyűrűnek először is meg kell tudnia tömöríteni ésszerűen, megfelelni és visszacsúszni, és nem kizárólag magas keménységet kell elérnie.

a 70A előnyei közé tartozik:

Könnyű gyártás: A kézi szerelés, a sorozatgyűjtés, a karbantartás cseréje mind kényelmesebb, nem okoz könnyen szúrást, karcolást vagy eltorzítást a túlzott keménység miatt.

Jó rugalmasság és megfelelés: A felszín kisebb durvágás, az ütőméret ingadozása, a flánc egyenlőtlenségének nagyobb elviselhetősége.

Alacsony nyomás és indítási tömítés megbízhatóbb: Számos rendszer alacsony nyomás, indítás és hőmérsékletváltozás szakaszában az O-gyűrűtől várják el, hogy saját rugalmasságára támaszkodva biztosítsa a tömítést, és általában a 70A keménység előnyösebb.

Viszonylag jobb alacsony hőmérsékleten tapasztalható rugalmasság: Ugyanazon anyag esetén a keménység növekedésével az alacsony hőmérsékleten megfigyelhető rugalmasság hajlamos rosszabbá válni; amikor az rugalmas visszaállás és a nyomás alatt maradó deformáció változása a üvegátmeneti zóna közelében történik, az O-gyűrű tömítőképességére gyakorolt hatás különösen kritikus.

Ezért, kivéve ha egyértelmű nyomás-, kifelé nyomódás-, kopás- vagy szerkezeti korlátozás miatt szükséges, a 70A általában az mérnöki szempontból alapértelmezett kiindulási keménység.

4. Mikor érdemes 80A keménységet választani?

a 80A egy nagyon értékes átmeneti keménység, de gyakran figyelmen kívül hagyják.

A 80A keménység kiválasztására alkalmas esetek:

a 70A keménységű tömítés enyhe szélelmorzsolódási kockázatot hordoz nyomás alatt; a hornyok közötti hézag kissé nagyobb, de még nem feltétlenül szükséges a 90A keménységű vagy egy támasztógyűrű alkalmazása; a rendszer nyomása közepesen magas; az ügyfelek visszajelzése szerint a 70A keménységű tömítésnél „harapás, csípés, forgácsképződés, a hézagba történő elmozdulás” típusú hibák jelentek meg; továbbra is fontos a bizonyos szerelési illeszkedés, rugalmasság és alacsony visszatérítés megtartása; a szerelés túl nehéz, illetve a dinamikus súrlódás kopott.

Az Apple Rubber tervezési útmutatójában egy intuitív példa szerepel: 1000 psi nyomás és 0,016 hüvelyk (0,406 mm) teljes átmérőbeli hézag esetén a 70 Shore A keménységű anyag pontja az instabil zónába esik, így szükséges a keménység növelése, egy támasztógyűrű hozzáadása vagy a hézag csökkentése; ugyanakkor ugyanebben a diagramban a 80 Shore A keménységű anyag pontja elfogadható tartományba esik. Ez azt mutatja, hogy a 80A nem egy „hideg specifikáció”, hanem egy nagyon gyakorlatias mérnöki kompromisszum a 70A és a 90A között.

5. Mikor válasszunk 90A keménységű anyagot?

a 90A keménységű anyag fő célja nem a „jobb tömítés”, hanem a jobb extrúziós ellenállás.

Nyomás hatására az O-gyűrű a kis nyomású oldal felé tolódik. Ha a illesztési hézag túl nagy, vagy a nyomás túl magas, a gumiszegény anyag bepréselődhet a hézagba, ami nyelvnyelést, repedéseket, hasadásokat és végül szivárgást eredményez. Az Apple Rubber egyértelműen felsorolja az O-gyűrűk nyomás okozta kifolyásának megelőzésére szolgáló gyakori módszereket: keménység növelése, támasztógyűrű alkalmazása, átmérőbeli hézag csökkentése, rendszer nyomásának csökkentése.

90A választására vonatkozóan alkalmazható:

Nagy nyomású hidraulikus rendszerek; nagy nyomáskülönbség; kinematikai segédpár, amelyhez viszonylag nagy kifolyási hézag tartozik; kis keresztmetszetű O-gyűrű, amely viszonylag magas nyomást bír el; a helyszíni hibamód egyértelműen kifolyás, harapás, nyelvnyelés, nem pedig öregedés, oldódás vagy nyomás alatti deformáció; a hornyolás mérete nem módosítható, és a támasztógyűrű alkalmazása kényelmetlen; még nagyobb nyomásbiztonság érdekében támasztógyűrűvel együtt kell használni.

De a 90A költsége is nyilvánvaló:

A szerelési erő jelentősen növekszik; a tömítés könnyebben sérülhet vagy karcolódhat a szerelés során; jobb bevezető lekerekítésre és kenésre van szükség; érzékenyebb a hornyok méretére, a felületi érdességre és a összenyomás mértékére; alacsony hőmérsékleten csökken a visszatérő képesség és az elsődleges tömítés biztonsági tartaléka; növekszik a súrlódás, a kopás és a hőfejlődés kockázata dinamikus tömítésnél.

A Trelleborg anyagjellemzői szerint az O-gyűrű összenyomásának mértékét befolyásolja a kezdeti nyomás, az anyag típusa, a keménység, a belső átmérő és a keresztmetszet, valamint megadja az NBR 70 Shore A és az NBR 90 Shore A összenyomási-terhelési görbéjét; a grafikon egyértelműen mutatja, hogy minél magasabb a keménység, annál nagyobb összenyomási terhelés szükséges, azaz nagyobb a szerelési erő és az összenyomással szembeni ellenállás.

6. Ne hagyja, hogy a „nyomás” egyedül határozza meg a keménységet

Sok ügyfél kérdezi: „milyen nyomásnál használjunk 70-es keménységű anyagot? Milyen nyomásnál használjunk 90-es keménységű anyagot?"

Ezt a kérdést nem lehet kizárólag a nyomás alapján megválaszolni. Egy O-gyűrű kifolyása legalább a következő tényezőktől függ: nyomás vagy nyomáskülönbség; kifolyási hézag; az O-gyűrű keresztmetszeti mérete; a hornyok szerkezete; az anyagrendszer; a keménység; statikus vagy dinamikus tömítés; hőmérséklet; létezik-e visszatartó gyűrű; és van-e nyomáspulzálás.

Az Apple Rubber anyagára vonatkozó dokumentáció egyértelműen rámutat arra, hogy egy O-gyűrű kifolyási határa együttesen függ a nyomás alatti átmérőbeli hézagtól és az anyag keménységétől; ha a nyomás és a hézag metszéspontja egy biztonságtalan zónába esik, akkor növelni kell a keménységet, visszatartó gyűrűt kell használni, vagy csökkenteni kell a hézagot.

A Trelleborg általános referencia-munkanyomása O-gyűrűk ezt a pontot is tükrözi: visszatartó gyűrű nélkül a szokásos statikus alkalmazásokban a nyomástartás általában néhány MPa-tól kb. 10 MPa-ig terjed, az anyagfajtától, a keresztmetszettől és a hézag méretétől függően; visszatartó gyűrű használata esetén a nyomástartó képesség jelentősen növelhető; dinamikus, alternáló mozgású alkalmazásokban visszatartó gyűrű nélkül a nyomástartó képesség korlátozottabb.

Ezért pontosabb megfogalmazás a következő:

7. Keménységválasztási folyamat

Első lépés: először az anyagot, majd a keménységet válasszuk ki

Először értékeljük a közeg és a hőmérséklet típusát:

Ásványolaj, hidraulikaolaj: gyakori anyagok az NBR, az HNBR és az FKM. Meleg víz, gőz, fékfolyadék, poláros közeg: gyakori anyag az EPDM. Magas hőmérsékleten használt olajok, üzemanyagok, vegyi anyagok: gyakori anyagok az FKM és az FFKM. Alacsony hőmérséklet, levegő, valamint egyes speciális körülmények: fontolóra vehető a VMQ, az FVMQ vagy alacsony hőmérsékletre szabott NBR/FKM.

A Trelleborg anyaga is mutatja, hogy a különböző elastomerek hőmérsékleti tartományában és alacsony hőmérsékletű rugalmasságában nagy különbségek vannak, például az FVMQ, VMQ jobb alacsony hőmérsékletű rugalmasságot mutat, míg az FKM, HNBR, NBR alacsony hőmérsékletű

Ne csak azt mondd, hogy "70 fokos ó-ring kell". Egyidejűleg kell feltüntetni az anyagot.

A helyes kifejezés példája: NBR 70 Shore A O-gyűrű. FKM 75 Shore A O-ring. EPDM 70 Shore A O-ring. HNBR 90 Shore A O-ring.

Második lépés: nézze meg a nyomást és a kivontatási távolságot

Ha a nyomás alacsony, a tisztaság kicsi, a tömítés statikus, nincs nyilvánvaló extrudálási kockázat, 70A-t kell kiemelni.

Ha a nyomás emelkedik, vagy a tisztaság a nagyobb oldalon van, először is vegye figyelembe:

A rés mérete helyes? A kivágási távolság csökkenthető-e? Be lehet adni egy tartalék gyűrűt? Szükséges-e átállni 70A-ról 80A-ra? Muszáj 90A-t használni?

A nagynyomás alatt a tartalékgyűrűt gyakran stabilabban lehet hozzáadni, mint egyszerűen növelni a keménységet. Különösen a kétirányú nyomás esetén figyelembe kell venni a két oldalon lévő tartalékgyűrűket, elkerülve a kivágást okozó beépítési irány vagy nyomásirány-változást.

Harmadik lépés: nézd meg a gyülekezet feltételeit

Ha a vevő helyszíni kézi szerelése, a résnek éles szélei vannak, nincs kenés, keresztező szálak vagy fúrások szükségesek, a 90A kockázat jelentősen megnő.

A nagy keménységű O-gyűrűs szerelvény fő vizsgálati pontjai: van-e vezetés-becsapó; eltávolították-e a borzongásokat; van-e szerelvény-zsírolás; áthalad-e éles széleken, kulcspályákon, szálakon, olajlyukakban

A Trelleborg anyaga azt is hangsúlyozza, hogy a helyes részerkesztés elkerülheti a tömítés károsodását és a tömítés hibáját; az O-gyűrűs szerelési pozícióhoz vezetésbe vezető kamra és filet kell.

Negyedik lépés: nézd meg az alacsony hőmérsékletet és a kezdő tömítés

Alacsony hőmérsékleti körülmények között a keménység kiválasztását óvatosabban kell elvégezni.

Ugyanabból az anyagból készült termékek esetében a 90A keménységű változat általában lassabban ugrik vissza alacsony hőmérsékleten. Olyan berendezéseknél, amelyek hidegindításra, alacsony nyomáson történő indításra, hőmérséklet-ciklusokra, alacsony hőmérsékleten történő álló üzemmódra és újraindításra szorulnak, ne csak a szobahőmérsékleten mért keménységet vegyék figyelembe. A hideg körülmények közötti elégtelen visszaugrás miatt hiányozhat a megfelelő érintkezési nyomás, ami hideg szivárgáshoz vezethet.

Az alacsony hőmérsékletre való kiválasztás sorrendje a következő legyen: válasszon olyan anyagot vagy speciális összetételt, amely különösen alkalmas alacsony hőmérsékletre; biztosítsa a megfelelő összenyomódási mértéket; szabályozza a hornyok szélességét; szükség esetén végezzen alacsony hőmérsékleten végzett összenyomódási vizsgálatot vagy alacsony hőmérsékleten végzett visszaugrási vizsgálatot.

8. Tipikus kiválasztási ajánlások

Hagyományos statikus tömítés

Flansz, zárókupak, dugó, szeleptest statikus tömítése, mérsékelt nyomás, szabványos horony, nincs nyilvánvaló kiszorítási kockázat:

Elsődlegesen 70A keménységű anyag. Az indoklás: jó szerelhetőség, jó rugalmasság, megbízható alacsony nyomáson történő kezdeti tömítés, erős beszerzési sokoldalúság.

Hagyományos neumás

A neumás rendszer nyomása általában nem magas, elsősorban az alacsony súrlódásra, a szerelésre és a visszatérítésre összpontosít:

Elsődlegesen 70A keménységű anyag. Ha dinamikus a terhelés légcsomó , akkor a 90A gyakran felesleges súrlódást és kopási kockázatot okoz.

Általános hidraulikus

Közepes–alacsony nyomás, megfelelő hornyolás, szabályozott hézag:

70A vagy 80A. Ha enyhe kifolyás, nyomáspulzálás vagy élszorítás lép fel, akkor a keménységet 70A-ról 80A-ra lehet emelni, illetve támringot is lehet alkalmazni.

Nagynyomású hidraulikus

Magas nyomás, nagy nyomáskülönbség, kifolyási hézag jelen van:

80A, 90A vagy 70A/80A + alátámasztó gyűrű, különösen a hornyok tisztaságának ellenőrzésére szolgál. Ha a hibamód egyértelműen kifolyás, akkor a 90A értéknek van jelentése; ha azonban a hiba öregedés, duzzadás, nyomódeformáció vagy közegkompatibilitási probléma, akkor a 90A-ra való átállás nem oldja meg az alapvető okot.

Alacsony hőmérsékletre optimalizált tömítés

Alacsony hőmérséklet, hideg indítás, hosszú távú alacsony hőmérsékleten történő állás:

Ne növelje vakon a keménységet. Előnyösen alacsony hőmérsékletre optimalizált anyagot vagy alacsony hőmérsékletre optimalizált összetételt válasszon, a keménység általában ne legyen túl magas. A 70A általában megbízhatóbb kezdeti illeszkedést és visszaállást biztosít, mint a 90A.

Nagy hézag vagy kopási hézag

Ha a dugattyú, henger, szelepszár vagy flansz illesztési hézaga nagyobb mértékű:

A keménység növelése csupán egy módszer. Jobb megoldás általában: a hézag csökkentése, a hornyok optimalizálása, alátámasztó gyűrű hozzáadása, majd az 80A vagy 90A értékek figyelembevétele.

9. Mérnöki verzió – Bírálati mantrá

Gyorsan megítélhető az alábbi logika szerint:

Nincs egyértelmű kifelé nyomódási kockázat, először használjon 70A-t.

a 70A-nál enyhe kifelé nyomódás tapasztalható, vagy a nyomásrezerv nem elegendő, használjon 80A-t.

Magas nyomás, nagy hézag, egyértelmű fogazási hiba esetén használjon 90A-t.

Alacsony hőmérséklet, alacsony nyomás, nehéz szerelés, a dinamikus alacsony súrlódás nem oldható meg keménységgel, ne lépjen könnyen fel 90A-ra.

A keménység nem oldja meg az anyagok kompatibilitási problémáját, a hornyok pontatlanságát és a tömítés deformációjának (kompressziós deformáció) problémáját.

10. A beszerzési személyzetnek mire kell figyelnie

A beszerzési személyzet ne csak „70 fokos” vagy „90 fokos” megnevezés alapján rendeljen. Ajánlott legalább az alábbi mezők megerősítése:

Anyag: NBR, FKM, EPDM, HNBR, VMQ, FFKM stb.; Keménység: pl. 70 Shore A, 80 Shore A, 90 Shore A; Méretszabvány: GB, ISO 3601, AS568 vagy nem szabványos méret; Keménységtűrés: pl. 70±5 Shore A, a cég rajza vagy anyagspecifikáció szerint; Szín: fekete, barna, zöld stb., de a szín nem helyettesítheti az anyag megerősítését; Üzemi körülmények: közeg, hőmérséklet, nyomás, statikus tömítés/dinamikus tömítés; Tanúsítványok: RoHS, REACH, FDA, UL, WRAS, anyagvizsgálati jelentések stb.; Tételnyomonkövetés: COC, COA, anyagtanúsítvány, vizsgálati jelentések.

Beszerzési kockázati pontok:

Az NBR 70A és az FKM 70A anyagokat nem lehet egymással egyenértékű helyettesítőként kezelni. Ugyanolyan keménységük ellenére az olajállóságuk, hőállóságuk, kémiai állóságuk, alacsony hőmérsékleten mutatott rugalmasságuk és áruk teljesen eltérő lehet.

Nem feltétlenül jobb a 90A keménységű anyag pusztán azért, mert keményebb. A 90A keménységű anyag nehézséget okozhat a szerelésnél, alacsony nyomáson szivárgást eredményezhet, elégtelen rugalmasságot mutathat alacsony hőmérsékleten, illetve túlzott dinamikus súrlódást okozhat.

Ha az ügyfél rajza „70”-et tartalmaz, ellenőrizze, hogy ez a Shore A skálán értendő-e. A szokásos jelölés „70 Shore A” vagy „70 ShA” legyen.

Hibajelenség esetén ne módosítsa kizárólag a keménységet. Ha duzzadás, repedés, megkeményedés vagy maradandó deformáció lép fel, az ok általában az anyag, a hőmérséklet, a közeg vagy a nyomóerő mértéke, nem pedig a keménység.

11. Hogyan válaszoljon az értékesítés az ügyfelek gyakori kérdéseire?

Az ügyfél kérdezi: „Mi a különbség a 70 és a 90 fok között?”

Így válaszolhat: A 70A általánosabb célra alkalmas, jobb rugalmassággal és könnyebb szerelhetőséggel rendelkezik, így a legtöbb hagyományos tömítésre megfelel; a 90A keményebb, főként jobban ellenáll az extrúziónak, így magas nyomású vagy nagy hézagokkal rendelkező körülményekre ajánlott. Ugyanakkor a 90A szerelési erő igénye magasabb, alacsony hőmérsékleten csökkenhet a visszaugrási képesség és a tömítés illeszkedése, ezért nem feltétlenül minél magasabb a keménység, annál jobb – általánosan ajánlott először a 70A használata, kivéve, ha egyértelműen fennáll a magas nyomás miatti szivárgás veszélye.

Az ügyfél kérdezi: „Magas nyomás esetén feltétlenül 90 fokos anyagra van szükség?”

Így válaszolhat: nem feltétlenül. A nagynyomású tömítésnél egyszerre figyelni kell a nyomásra, a hornyok réshosszára, a keresztmetszeti méretre és arra is, hogy van-e háttámtárcsa; a 90A keménységű anyag ellenállóbb az extrúzióval szemben, de ha a hornyok réshossza túl nagy, akkor csupán a magasabb keménységre támaszkodni sem megbízható – általában továbbra is szükség van megfelelő háttámtárcsára vagy optimalizált horonyra.

Ügyfél kérdezi: „Az eredeti 70 fokos tömítésem szivárgott, működne-e a 90 fokosra való átváltás?"

Így válaszolhat: először meg kell határozni a szivárgás okát. Ha az O-gyűrű széle extrudálódott vagy megharapódott, akkor az 80A vagy 90A keménységűre való frissítés segíthet, illetve háttámtárcsa is hozzáadható. Ha viszont öregedés, duzzadás, nyomóképlékenység-csökkenés, repedés vagy elégtelen alacsony hőmérsékleten mutatkozó visszatérítési képesség a probléma, akkor a 90A keménységűre való átváltás nem feltétlenül hatékony, sőt akár nehezebbé is teheti a szerelést és romolhatja a visszatérítési képességet.

Ügyfél kérdezi: „Szükséges-e az 80 fokos keménység?"

Így válaszolhat: Igen, a 80A egy kompromisszum a 70A és a 90A között, amely kissé magasabb nyomásra alkalmazható, mint a hagyományos megoldás; aggodalom az extrúzió miatt, de ugyanakkor nem kívánjuk, hogy a 90A túl kemény legyen és a szerelési erő túl nagy legyen; gyakran a 80A stabilabb, mint ha közvetlenül a 90A-ra térnénk át.

12. Végleges ajánlás

Hagyományos kiválasztás: 70 Shore A. Ez a legtöbb tömítőgyűrű alapértelmezett keménysége, figyelemmel van a tömítésre, rugalmasságra, szerelhetőségre és költségre.

Növekedett nyomás vagy extrúziós kockázat esetén: 80 Shore A. Ez a kompromisszumos átmenet az általános tömítéstől az extrúzió elleni tömítés felé.

Magas nyomás, nagy hézag, egyértelmű extrúziós meghibásodás esetén: 90 Shore A. Ugyanakkor ellenőrizni kell a hornyot, a háttértárcsát, a lekerekítést, a kenést, az alacsony hőmérsékleten való visszaállást és a szerelési erőt.

Összefoglalás: A 70A keménység a sokoldalúságért és az egyensúlyért felelős, a 80A a kompromisszumokért és a hibák kijavításáért, a 90A az extrúzió elleni ellenállásért; minél magasabb a keménység, annál erősebb az extrúzió elleni ellenállás, de az rugalmasság, a szerelhetőség és az alacsony hőmérsékleten tapasztalható visszapattanás érdekében megfelelő árat kell fizetni.