
Sama O-hringur hönnunin getur ekki verið beint notað fyrir bæði staðvættar og hreyfilegar þéttanir — grundvallarskilyrðið er: staðvætt þéttun þarf aðeins að leysa „þrýsta nóg, þétta vel“; hreyfileg þéttun þarf að leysa „þétta vel, hreyfa vel, ekki slítra of mikið, ekki of mikla hreyfimótstöðu, ásamt viðeigandi upphafsmótstöðu.“
Þéttunarringur byggir í raun á forþrýstingnum og snertistöðunni sem kemur fram vegna miðlunaryrkis til að ná þéttun.
Við staðvættar þéttanir fer þéttunarringurinn ekki lengur í hreyfingu í hlutfalli við metallið; stærri þrýstiforhöfn, ójafnari yfirborð og lausari skilyrði fyrir málningu eru allt venjulega samþykkt. Við hreyfilegar þéttanir glísar þéttunarringurinn endurtekið eða snýst um ás, holu eða pistillrönd, svo hönnun þéttunarhluta þarf auk þess að taka tillit til hraða, friðju, smurnarlagar, slitrans, hitaproduktar, upphafsmótstöðu, bil/útskotunar og yfirborðsójafnvætis. Parker radíalþéttunaraðferðin fyrir efnið skilur einnig greinilega á milli staðfastar og hróttar radíalþéttunar: staðfast þéttun hefur enga hlutfallslega hreyfingu, en hrótt þéttun eða fram- og tilbakaferðarþéttun fer í gegnum snúning eða fram- og tilbakaferð; staðfast þéttun er almennt meira umbætandi gagnvart stærri bilum og ójöfnari yfirflatum.
Típíska aðstæður: flensar, endahlup, vélhylki, pímpuhylki, inspektsloka, endaflatir hylkis.
Þéttunarform: o-hringurinn situr í rásinni á endaflötinum og er samþrýmður áslega af tveimur andstæðum flötum.
Aðalmarkmið endaþéttunar staðfastar eru:
O-hringurinn þarf að vera samþrýmður ákveðinn mál á endaflötinum til að mynda upphaflega tengingarspennu. Þegar miðillinn ýtir á þéttunina verður O-hringurinn frekar dreginn á lágspennusíðuna, sem styrkir þéttunina.
Rillan getur ekki fullkomlega „fyllt upp“ O-hringinn. Gumi hefur þurrkunarútvidun og svellur í efni, svo rillan þarf að hafa pláss fyrir ummyndun, annars geta ofþrýstingur, skerðing, útskýting eða erfitt uppsetning átt sér stað.
Aðalmisheppnir langvarandi staðfastar yfirborðsþéttunar eru gumialdur, þurrkunarútvidun eða áhrif efna — ekki slíðrunarskemmdir.
Ef skrufastöður, stífleiki hliðstæðis eða jafnheit er ónóg, getur ójöfn staðbundin þrýstingur valdið staðbundnum lekkjum.
Við flatarmyndar staðstöðuþéttun er O-hringurinn aðeins útsettur fyrir stutt tíma rúgun á meðan hann er settur inn, og hefur almennt enga varandi hreyfingu í rekstri. Til þess að tryggja áreiðanlega staðstöðuþéttun eru flatarmyndar staðstöðuþéttunir því venjulega hönnuðar með tiltekinni háu samþrýmingu. Tæknileg efni Angst+Pfister um O-hringa bentu einnig á að samþrýming O-hringa getur verið hærri við staðstöðuþéttun en við dýnamískar þéttanir, þar sem ekki er hafðað tillit til rúgunar á yfirborði og slíkr slitasamvirkja – jafnvel mjúkari efni geta verið valin ef samsvarandi yfirborð er grófara eða auðvitað skemmd.
Hönnunarhugmynd flatarmyndar staðstöðuþéttunar er „þétt“. Ef þessi hugmynd um háa samþrýmingu og háa snertistress er notuð aftur og aftur fyrir snúð- eða fram- og tilbakaferðardýnamískar þéttanir munu rúgunarkraftur, rúgunarviðmót við ræsingu og rúgunarhitinn aukast miklu, sem veldur sliti á yfirborði O-hringa, rissum, brennimerkjum, viðfestingu eða jafnvel festingu við ásinn.
Típíska aðstæður: plugg-/hol-fittingar, klappaxlar, rörfittingar, staðgildir pistlar, staðgildir hyljur, ytri staðgilduþettur.
Þéttunarform: o-hringurinn er þrýstur radíalt á milli innri og ytri ummálsins og þettunargáttin er radíal.
Greinarmunurinn á radíalum staðgildum þettum og enda-staðgildum þettum er sá að enda-staðgildir þettur eru þrýstir áslega í efra-neðra átt, en radíalar staðgildir þettur eru þrýstir radíalt á milli innri og ytri þversniðs. Parker vísar í efni sínu um radíala staðgilduþettur til þess að þrýstingur radíals þetts virki á innri og ytri þversnið O-hringsins, en þrýstingur endaþetts virki á efra-neðra átt endaflata.
Aðalhönnunarmarkmið radíals staðgilds þetts eru:
Of lítill þrýstingur mun leka; of mikill þrýstingur mun gera uppsetningu erfida, valda of miklum spennu eða hröfa samþrýstingu.
Þegar O-hringurinn er settur yfir ás getur hann verið rekinn; þegar hann er settur í holu getur hann verið samþrýttur. Ofmikil rekning þynnir þversniðið og raunveruleg samþrýming minnkar; ofmikil samþrýming getur valdið brotum eða skerðingu við uppsetningu.
Þó að radíal staðfastur þéttunarringur hafi ekki hreyfingu eftir uppsetningu, þarf hann oft að fara yfir skáka, þræði, holur og sharp edges (skarpa brún) við uppsetningu. Algengar villa á viðhaldsstaðum eru oft ekki vegna ónógu mikillar hönnunarsamþrýmingar heldur vegna þess að O-hringurinn er rissklaður, snúinn eða bitinn við uppsetningu.
Undir háum þrýstingi getur O-hringurinn verið skýrður í millibili milli tveggja hluta. Hugsaðu um að nota stuðningsring ef þrýstingurinn er háur, millibilið stórt, hitastig hár eða elástíkhardleiki lágur.
Radíal staðgild seal tilheyrir samt stillt seal flokknum. Það getur þolað stærri bil og ójafnari yfirborð en dynámískt seal, vegna þess að það er engin samfelld skammskufuðnátt, en það merkir ekki að hönnun radíals staðgilds seals hafi engar staðfestingarkröfur í heild; staðgild hönnun tryggir aðeins „seal í óhreyfðu ástandi“ og staðfestir ekki hvort friðju, slíting, smurning og mótstöðu gegn upphafshreyfingu við endurteknar dynámískar hreyfingar séu viðeigandi.
Hættuprófil staðgilds plug/bore seals og skiptihreyfðs písluloð er alveg öðruvísi. Staðfastur stöngur-/borholuslæða þarf aðeins að koma í veg fyrir leka; slíðurslæða þarf að halda á hverju einasta hreyfihringi skiptisvigrunar. Þéttunarmáttur staðfastar radíal-slæðugrofs er oft hærri, sem fer beint yfir í friðjumoment og hitugildi á snúðum ás; hjá slíðurslæðu með skiptisvigrun getur það þýtt: enginn leki á stuttan tíma, en við notkun heitnar upp, O-hringurinn brennur og bitur í yfirborð — og myndar til endanlega alvarlegri leka.
Típíska aðstæður: pístulur í hydraulískum sílindrum, pístulur í loftþrýstissílindrum, skiptisvigrandi klópur, pistlar, slæður fyrir pístulastöng.
Þéttunarform: o-hringurinn virkar sem slíðurslæða eða stöngurslæða og skríður beinlínulega skiptisvigrandi eftir borhverfinu eða yfirborði stangarinnar.
Slíðurslæða fyrir skiptisvigrun er dæmi um venjulega dýnamísku slæðu. Hana má ekki einfaldlega meta út frá því hvort hún „getur haldað þrýstingi“ — en það þarf líka að huga um eftirfarandi mál:
Því hærra er skiptihraðinn því meiri er friðjunargetan á einingartíma og því markvörðugri er hitastignarhækkunin á O-hringnum. Of mikill hraði getur valdið hitaaldrun, stífun, sprungur eða brennun á gummeyfirborðinu. Of lágur hraði getur í staðinn leitt til þess að ekki myndist staðlagt smyrnuskífa, sem leiðir til þurrar friðjunar og skríðu.
Handbók Parker fyrir O-hringa athugar að friðjun við hreyfingu er áhrifar af mörgum þáttum, meðal annars þéttunarmynd, forskáða, efnaþokk, þurr/vötn friðjunarstuðull, myndun smyrnuskífu, miðlunsþyngd, vinnumýting, skrefhraði og efni og ójafnvægi samliggjandi yfirborðs.
Þrýstingur þéttunar dýnamísks þétils getur ekki einfaldlega verið settur sá sami og fyrir staðvænan þétil. Meiri þrýstingur þétunar gefur meiri efnisþrýsting, meiri friðjónu og hærri rökkunarástand og slíðrunarhraða. Efni Angst+Pfister vísar einnig greinilega til þess að í dýnamískum notkunum ætti skurðþvermál O-hringa að vera minna en í staðvænum notkunum, til að lægja friðjónu, slíðrun og hitastíg; yfirborð tengingar dýnamísks þétils þarf einnig að vera jafnara til að stýra slíðrun.
Þetta er nákvæmlega það sem viðhaldsstaðir koma oft fyrir: „skipta um O-hring af sömu stærð, hann lekkur ekki í upphafi, en starfsemið hægir á, hitnar, þrýstikrafturinn er ónógur og hann byrjar aftur að lekka eftir nokkrum dögum.“ Ástæðan er venjulega ekki að stærðin sé órétt um eina stig, heldur að hugmyndin um staðfestuþéttun hafi verið notuð á stað þar sem þéttun á að vera hreyfileg: þrýstingurinn er of mikill, friðjudreifni efna er of há og smurrin er ónógu eða rillan er ekki hentug fyrir hreyfilega notkun.
Pístilsþéttun sem fer fram og til baka þarf að halda mjög þunnri smurðu filmu á þéttunarsvæðinu. Ef smurða filman er of þunn, kemur O-hringurinn beint í snertingu við metallflatuna og slitagefni eykst hratt; ef smurða filman er of þykk getur hún sýnzt sem ytri leka eða innri leka. Efri efni Parker vísa einnig til þess að smurða filman er skrapað frá og reksturinn verður brjótlegrar en ónógu þunn smurða filmu getur valdið ósæmilegum lekum, svo þéttun sem er í hreyfingu þarf að vera jafnvægt milli friðju og leks.
Þéttun fyrir hydraulískt fram og til baka ætti sérstaklega ekki að leita að „fullkomlega hreinu án olíu.“ Efni Dichtomatik fyrir O-hringa bendir á það að þéttun fyrir hydraulískt í hreyfingu með lítilli mikro-leka er í raun gagnlegt fyrir myndun smurðrar films, lækkun friðju og slitagefnis.
Virkur þettihaldsþættingarhluti verður að greina á milli friðju við rökkun og virkra friðju við hreyfingu. Handbók Parker segir að við virka notkun þurfi að vinna sig fram um staðgildu friðju við upphaf hreyfingar og við hreyfingu á meðan hún stendur; handbókin bendir einnig á að staðgildu friðjan við rökkun sé sérstaklega mikilvæg í skiptihreyfingu- og sílindurnotkun; handbókin athugar einnig að staðgildu friðjan við rökkun gummíþættingarhluta sé venjulega marktækt hærri en við hreyfingu.
Þetta er mjög mikilvægt fyrir starfsfólk sem hefur áhyggjur af viðhaldi tæknisins. Of mikil rökkunarfriðja getur valdið: að litla sílindur hreyfi sig ekki eða snúist aftur hægt; að loftdrifinum sílindur virki illa við lágt yfirþrýsting; að vatnsdrifinum sílindur hreyfi sig ójafnt eða drepfi; að stýringarkerfi með servostýringu eða hlutfallsstýringu hafi óstöðug stöðu; hærri álag á rafmagnsvél, pumpu og loftaðil; erfiðleikum við fyrstu hreyfingu eftir langan stöðustöð.
Þegar pistillinn fer fram og til baka getur O-hringurinn sýnt eftirfarandi: flötun á glíðusíðunni; yfirborðið er dregið eða skorin af; snúningstvíhengi; bitun á hágæðisbrún á háþrýstibrún; útstansskur vegna útstans; olíuskemmdir; slíðrun vegna saumanna í olíunni.
Undir staðbundnum skilyrðum leggjast bil, háþrýstispitupunktar og hraði saman og O-hringurinn er þá auðveldara að draga í bilin. Efniathugasemd Angst+Pfister um staðbundin notkun bendir á að vegna bils og áhrifa háþrýstis verði að yfirrita samhæfni við vökvann, samhæfni við smurrinn og áhrif frictionshitunar og saumanna reglulega.
Þéttunarpistill með fram- og tilbakafærslu er ekki „þrýstu O-hringinn sterkara og hann verður áreiðanlegri.“ Of mikil þrýstingur getur í staðinn valdið hröðari brot. Rétt hönnun þarf að jafna þéttunarkraft, friðjungarkraft, rásarsperru við ræsingu, smurrhúð og líftíma.
Típíska aðstæður: háttíðarhröðvindil, snúðurhnífur, snúðurhnífar, háttíðarhröðvindil, stuttar snúðurkerfi.
Þéttunarform: samfelld reibniskraftur í ummálshátt er til staðar á milli O-hringsins og snúðvindilsins eða snúðholtsins.
Í samanburði við pistulustöðuþéttun er hættan með snúðvindilstéttun mun meiri, því að snúður hefur ekki skýrt „endapunkt stroku“ — kontaktbandið er reibjað samfelldlega í langan tíma, hitinn fókuserast á sama þéttunarsvæðinu; ef smurningin er slæm eða hraðinn mikill er O-hringurinn mjög viðkvæmur fyrir brennun, stífun, slit, klöppun eða varanlegri umformun.
Sérstök yfirmaðurhugmynd fyrir hönnun snúður-O-hringa:
Því stærri vindsdiameterinn og því hraðari snúningurinn er, því hærra er línulegi hraðinn og því meiri reibnishitinn. Það er ekki nóg að skoða aðeins rpm — línulegi hraði yfirborðs vindsins verður að reikna út.
Róterandi þéttunarkringla krefst venjulega lægri þéttingar en staðsett þéttunarkringla. Róterandi O-hringur töfla fyrir Parker sýnir að mismunandi þversnið hafa mjög ólíkar mæltar þéttingar undir róterandi virkni, t.d. gefa sumar tilvísanatöflur upp 0–11% eða lægra bili.
Róterandi þéttunarkringla ætti að reyna að hafa smurningu nálægt þéttunarsamkomusvæðinu til að koma í veg fyrir þurrnaðarsfriði; róterandi O-hringur töfla fyrir Parker athugar einnig sérstaklega að þéttunin ætti að vera eins nálægt smurningsmiðlum og mögulegt er.
Hringlaga afvik ásins, óhófmaður, ójafnvægi, styrkleiki og vinnslulínur áhrifa öllum stöðugleika olíuhúðarinnar; of mikil polishing eða órétt vinnslulínur geta líka brotið olíuhúðina.
Efniathugun Parker á róterandi O-hringum bendir á að vegna áhrifa fleygiskrafts ætti ekki að setja rásina á ásinum.
Við hár hraða eða samfellda snúningu eru almennt gummi-O-rings oft ekki besta aðalþéttunin. Hugleiddu sérstaklega fyrir snúningsskálfu notuðar lipþéttunir, PTFE-lipþéttunir, véltéttunir, samsettar þéttunir eða notkun á O-ring sem einungis elástískt álagselement.
Rillan í staðfestri radíala þéttun getur tekið við stærri radíalerfiðu, sem á snúinni skálfu fer beint yfir í friðjuna og hitagagnvirkni. Árangurinn getur verið: ekki lek í stuttan tíma, en hitast hratt upp, O-ringinn brennur og yfirborðið skerst, sem loks leiðir til meira alvarlegs leks.
Item |
Flatþéttun |
Radíal staðfest þéttun |
Pistill-ferðþéttun |
Skálfa-snúningstéttun |
Tilvísanleg hreyfing |
Engin |
Engin, nema við uppsetningu |
Já, beinlínuleg fram- og tilbaka-hreyfing |
Já, samfelld snúningur |
Aðalþrýstingarátt |
AXIAL |
Geislilagur |
Geislilagur |
Geislilagur |
Aðalmarkmið |
Staðfast, engin leka |
Staðfest, engin leka, ástandið gegn útþrýsting |
Jafnvægi milli þéttunar og friðjunnar, lág snúður, lág hitastig |
Þéttun, lág snúður, hitastýring |
Þrýstingur í hugmyndum |
Getur verið tiltölulega hærra |
Getur verið tiltölulega hærra |
Almennt lægri en staðgildur þættingur |
Venjulega lægri |
Kröfur til yfirborðs |
Miðlungs |
Meðalhá, hugsaðu um skurð í viðskiptahorni við sameiningu |
Há, gæði hreyfilegs yfirborðs eru mikilvæg |
Mjög há, þarf að stjórna snúningi ásins |
Kröfur til smurnings |
Aðallega fyrir sameiningu |
Aðallega fyrir sameiningu |
Þarf að hugsa um smurningslag sem myndast í allri virkni |
Þarf að tryggja samfellda smurningu og hitaafleiðingu |
Aðalbilunartegund |
Þrýstingstilbrigði, aldursbreyting, losun á flens |
Samsetning, skurður, útdrætting, öldrun |
Slitun, hneyking, röskunarmótstaða, brennsla, snúningur |
Hitugjafar, brennsla, ásaslitun, þrýstingur of mikill |
Hægt að skipta beint út? |
No |
No |
No |
Nei, hæsta hættan |
Við staðfast þettis hefur aukning á samþrýstingi venjulega áhrif á aukna áreiðanleika upphafsþettis. En við hreyfileg þettis veldur aukning á samþrýstingi beint aukinni fjarskiptum, sem leiðir til meiri friðjunarmiðlunar, hitugjafar, röskunarmótstaðu og slitunar. Efni Angst+Pfister segir skýrlega að fyrir hreyfilegar notkunarætlanir ægi að minnka þvermálssamþrýsting til að draga niður friðjunarmiðlun, slitun og hitastignarhækkun.
Yfirborð staðfasts þéttunarþáttar þarf aðeins langvarandi snertingu — það þarf ekki langvarandi skriðu. Ójafnvægi, vinnslumerki og hreinlæti áhrifa allt líftíma þess. Ójafnvægi yfirborðs sem er viðeigandi fyrir staðfast þéttun getur hratt slitnað O-hring í dýnamískri þéttun.
Staðfastar þéttunaráhrif leita eftir þéttum, nánum snerti. Dýnamísk þéttunaráhrif verða að halda áfram viðeigandi smurráði — án olíuráðs brennur það; of þykk olíuráð getur valdið lek. „Algjörlega enginn lek“ sem markmið fyrir staðfasta þéttun, sem er beitt á skiptihreyfingu eða snúðþéttun, getur í raun valdið þurrum þéttunaráhrifum, hærri röðun og styttri líftíma.
Staðgildur þéttunaraðili hefur enga hreyfingu — engin þörf á að hugsa um brotahreiðrunarfriði. Hreyfilegur þéttunaraðili verður að hugsa um brotahreiðrunarfriði, þ.e.a.s. viðmót sem þarf að vinna gegn við fyrstu hreyfingu eftir stöðun. Of mikil byrjunarviðmót getur valdið því að litla sílindri hreyfi sig ekki, að hydraulískur sílindri hreyfi sig óvart, að kláppásma fari í fastan eða að stýringarhreyfing hafni.
Lífstíð staðfasts þættis er aðallega ákvarðuð af samþrýmingarhrökkun, hitastigi, efni, ozóni, aldri og uppsetningu. Lífstíð hreyfilegs þættis verður aukalega að taka tillit til skjóls fjarlægðar, hraða, þrýstis, smyrslu, ruskmisla og friðjuhitans. Það er að segja að lífstíð hreyfilegs þættis sé ekki metin eftir því hvort hann leki eftir uppsetningu, heldur eftir því hversu margar ferðir (strok) hann hefur framkvæmt, hversu margar klukkustundir hann hefur verið í kyrrstöðu og samt ekki lekið eða haft lágt friðju.
Þéttun á snúði getur ekki verið hönnuð einfaldlega með því að vinnsla rásþéttunarhulps fyrir staðgildu þéttun. Þegar snúðurinn snýr, er O-hringurinn utsattur fyrir samfellda umhverfisfriðju; línuleg hraði, snúðsafvik, fjárræðiskraftur og smyrslumagn áhrifa líftíma hans öll. Parker hefur skráð í efni sínu fyrir snúðþéttunarglera að hraði, þrýstingur, þéttingarmagn og staðsetning hulps innihalda allt sérstaka kröfur, og þetta bendir sjálfsagt til þess að snúðþéttun getur ekki beitt almennum staðgildum rásþéttunarhulpum beint.

Þegar leitað er að villa á staðnum, ætti fyrst ekki að spyrja: „Hversu stór er þessi O-hringur?“ — heldur fyrst:
Ef engin hreyfing er til staðar, getur það aðeins verið staðgild þéttun; ef til eru bak-og-áfram hreyfing, snúningur eða sveifla, verður að fylgja þéttun fyrir hreyfingu.
Ekki er hægt að setja saman gagnkvæma og snúningsþéttingu. Hringbrautþétting tekur til högg, tíðni, hraða, upphafsþol og smurfilmu; snúningsþétting tekur til línulegs hraða, skaftútstreymis, þrýstingshita, snúningsnútslag og smurgjustofnunar.
Hvort sem það er vökvaolía, smurolía, þoka eða miðillinn sjálfur getur myndað stöðuga smurfilmu. Það er sérstaklega auðvelt að fá lítið af olíu í lofti, þurrum og ryðugum umhverfum.
Athugaðu þjöppunartíðni, rýnubreidd, fyllingarhraða, rýnu, grófleika yfirborðs, hreinsun, hvort notuð sé bakhringur og uppsetningarleið. Ekki einfaldlega skipta út með ID og þverskurði.
Staðbundnar þétta hafa forgangsmál fyrir samhæfni miðla og þjöppunarstillingu; öflugar þétta þurfa einnig að huga að slitstyrk, þrýstingsgildi, lágtemperatúrugleðni, hitaþol og smurþol.
Ef yfirborð O-hringanna er slétt, glansandi, púðursýnt, harðað, brennt, spíralasnúið eða hefur hluta bitamerki það er yfirleitt ekki hægt að leysa með "skiptum fyrir annan O-hring af sömu stærð" innsiglingunni í sjálfu sér er rang
O-hringur með stöfluðu innsigli og O-hringur með driflegri innsigli geta litið alveg eins út, en hönnunarhugsunin er mismunandi.
Static-þétta á andliti getur einbeitt sér að þjöppunartíðni, stífni flens, rifaþol, miðli og hitastig.
Stöðuglar radialþéttingar getur einbeitt sér að radíalt yfirgangsmati, samsetningarskál, útdrifshreinsun og bakhring.
Fjármagnsvél skal einnig athuga hraða, þvinga, smur, slit, upphafsstyrk og þrýstingshámark.
Fjármagnsvörur skal einnig athuga línulega hraða, snúningsmátt, þvingahita, smurmagn, útstreymi skaftsins og stöðu rifa; ekki er almennt mælt með samfelldri snjóhraðahringu til að nota almennan O-hring sem aðalþéttingu.
Algengasta mistökin í verkfræði eru: að sjá sömu vídd og gera ráð fyrir að hún sé skiptanleg, að sjá engin statísk leka og gera ráð fyrir að hönnun sé hæf.
Rétt dómur ætti að vera: statískt innsigli skoðar "er hægt að halda því innsigluðu til lengri tíma eftir þjöppun"; öflugt innsigli skoðar "er hægt að halda því innsigluðu og keyra slétt til lengri tíma undir hraða, þrýstingi, smurningu og slit