
סדרת התקנים ISO 3601 אכן מתייחסת לטבעות תמיכה כנושא נפרד: התחום של ISO 3601-4 הוא טבעות נגד יציאה החוצה / טבעות תמיכה, וכולל חמישה סוגים: T1 – סוג ספירלי, T2 – סוג חתוך בזווית, T3 – סוג מלא, T4 – סוג חתוך בזווית עם קעירות, T5 – סוג מלא עם קעירות; תקני טבעות התמיכה האלה עובדים יחד עם ISO 3601-1 עיגול גומי הממדים והגדרות המגרעות לפי תקן ISO 3601-2. טרלבורג גם מתייחסת לחוגי התמיכה כאל מוצר סגירה סטטי עצמאי, ומסבירה שהם משמשים יחד עם O-rings וחוגי X למניעת יציאה חיצונית בפערים מעל 5 מפ"א / 725 פסאי בתנאי עבודה, ומציעה גרסאות מסוללות, מוקצות, לא מוקצות וחומרים פולימריים כמו פוליטטרהפלואוראתילן (PTFE) ותרמופלסטיים.
חוג תמיכה איננו "חישוק אופציונלי" — אלא אלמנט ייחודי למניעת יציאה חיצונית בתוך מערכת הסגירה בעלת הלחיצה הגבוהה, אשר שולט באופן ספציפי בגודל הפער המאפשר יציאה חיצונית.
זוהי החלוקה הראשונה והפשוטה ביותר להבנה על ידי הלקוחות.
סוג |
מבנה טיפוסי |
תנאי יישום |
עיצוב מודגש |
חוג תמיכה חד-כיווני |
חישוק O ממקם חוג תמיכה אחד בכיוון ממנו מגיעה הלחץ באופן קבוע, למשל בצד ההידראולי חד-כיווני, בצד צילינדר השמן החד-כיווני או בצמתים סטטיים. |
הלחץ פועל לאורך זמן מכיוון אחד בלבד, למשל בצד הנמוך-הלחיצה/הנוגד-הלחיצה. |
המיקום המומלץ הוא בצד בו סבירות גבוהה ביותר שהחוגה תיצא החוצה |
טבעת תמיכה דו-כיוונית |
לחוגה יש טבעת תמיכה ממוקמת בכל צד, למשל בצילינדר שמן דו-כיווני, שסתום הפוך, פולס לחץ, כלים תת-קרקעיים לבריכות שמן |
היפוך כיוון הלחץ, למשל פעילות דו-כיוונית ופולס לחץ |
רוחב התעלה חייב להתרחב כדי למנוע דחיסה מופרזת של החוגה ושתי טבעות התמיכה |
עיצוב כמעט דו-כיווני |
בתיאוריה חד-כיווני, אך הצד השני שומר על זרימה חוזרת, השפעת שחרור לחץ או פולס הפוך |
מכונות הנדסיות, משאבות ושסתומים, מאגרי לחץ, חיבורים סטטיים צמודים |
ההערכה לא אמורה להתבסס על "כיוון העבודה הרגיל", אלא על נתיב הלחץ הקשה ביותר |
מבחינה הנדסית, מיקום טבעת התמיכה לכיוון אחד הוא בצד המנוגד לכיוון הלחץ; כאשר כיוון הלחץ משתנה, יש צורך בשתי טבעות תמיכה. חומר החתימה הבסיסי של AIR WATER MACH מציין בבירור: כוח דו-כיווני פועל כאשר לחץ פועל משני הצדדים בו זמנית, ולכן יש להתקין טבעות תמיכה משני הצדדים.
הכרעה אם נדרשת טבעת תמיכה אחת או שתיים איננה מבוססת על שם המוצר, אלא על אפשרות הפיכת כיוון הלחץ. כל עוד קיימת זרימה לאחור, גל לחץ או מכה הפוכה, יש להתייחס למקרה זה כאל בעיה דו-כיוונית למניעת יציאה החוצה של החתימה.
חמשת הקטגוריות של תקן ISO 3601-4 ניתנות להמרה לסיווג שמבין אותו הלקוח בקלות:
מונח תקני/הנדסי (ISO) |
ביטוי סיני |
יתרון |
חולשה |
תרחיש לקוח טיפוסי |
T1 – סוג ספירלי |
טבעת תמיכה ספירלית |
התקנה קלה, מתאים לקטעים סגורים, כיוון התלישה, חותם דינמי הידראולי בפאה |
הדחיסה עלולה לגרום לדקיקות מקומית; מכונות הנדסיות, משאבות שמן, החלפה סטנדרטית, פתיחת קטע באתר |
פתיחת קטע באתר |
סוג חתך בזווית T2 |
טבעת פתוחה עם חתך בזווית / טבעת פתוחה |
קל להרכיב, מחיר נמוך יותר מאשר טבעת לא מחוטטת |
עלול ליצור נקודת חולשה מקומית במקום החתך |
חומר מתקדם יותר כדי להחליף נקודות החולשה; חומר בעל מודולוס גבוה יעיל יותר; פEEK עמיד ללחץ פתיחה |
סוג שלם T3 |
טבעת תמיכה שלמה / טבעת לא מחוטטת |
יכולת ניגוד רציפה וחזקה ביותר ליציאה החוצה, ללא סיכון לחתך |
דורש תנאי הרכבה פתוחים; חריצים סגורים אינם מותקנים בקלות |
חיזוק סטטי לחץ גבוה, פלנשה, כיסוי קצה או חיזוק תנועתי |
סוג T4 עם חתך זוויתי קעור |
טבעת חתך זוויתי קעורה / טבעת חתך פתוחה ייחודית |
המשטח הקעור מתאים טוב יותר לחוג המגשר ותומך בו בצורה מספקת יותר |
דרישות הכיוון של עיבוד מכונה מדויקות יותר |
לחץ גבוה, רווח יציאה החוצה גדול יותר, תנודות לחץ |
סוג T5 קעור מלא |
טבעת תמיכה קעורה מלאה / טבעת מלאה ייחודית |
תומך רציף ומשולב עם טבעת O, מתאים לתנאי עבודה קשיחים |
הרכבה מוגבלת, עלות גבוהה יותר מאשר חתך פתוח |
שמן וגז, איטום סטטי בלחץ גבוה, טבעת תמיכה עיקרית |
חומר המוצרים של Eclipse מסווג גם הוא לטבעות תמיכה מוצקות, פתוחות וחגורות לולביות מהבחינה ההנדסית: טבעות תמיכה מוצקות מתאימות לקטעי חריץ שמאפשרים תנאי הרכבה; טבעות תמיכה פתוחות ניתנות להרכבה בתוך חריצים סגורים באמצעות חתך בזווית; טבעות תמיכה לולביות משתמשות במבנה סליל מעורפל, ונפוצות בחומר PTFE.
הכרעה עיקרית: טבעות תמיכה מוצקות מעדיפות לפתור את "הרציפות נגד יציאה החוצה"; טבעות תמיכה פתוחות מעדיפות לפתור את "יכולת ההרכבה"; טבעות תמיכה לולביות מעדיפות לפתור את "הרכבה בתוך חריץ סגור"; טבעות תמיכה בצורות מיוחדות מעדיפות לפתור את "שטח התמיכה הלא מספיק של טבעת O תחת לחץ גבוה."
מה שחשוב באמת ללקוחות בלחץ גבוה הוא לא "האם קיים או לא קיים טבעת תמיכה", אלא האם טבעת התמיכה יכולה לחסום את ערוץ היציאה.
סוג החתך הצירתי |
לוגיקה של תכנון |
תנאי יישום |
טבעת תמיכה מלבנית או שטוחה |
פועלת כתומכת קשיחה בין הטבעת האורית לבין פער היציאה |
הידראוליקה בלחץ גבוה נפוצה, חריצים סטנדרטיים |
טבעת תמיכה קעורה |
מתאימה באופן צמוד לפני השטח העגול של הטבעת האורית, מגבירה את רוחב התמיכה |
חיזוק סטטי בלחץ גבוה, טבעת אורית בעריכת קשיות יחסית נמוכה, דופק לחץ |
טבעת תמיכה בצורת מחט |
מצדדת רדיוסית לאחר הפעלת הלחץ, סוגרת באופן פעיל את פערים גדולים של יציאה תחת לחצים עליונים ביותר |
בורות שמן, חלקים מתכתיים שלא ניתן לשנות את הקשיות שלהם |
טבעת תמיכה מורכבת משני חומרים |
PEEK מספק קשיחות, PTFE נוגע באורינג, מפחית נשיכה קשה |
לחץ גבוה + דינמי, הסיכון לחתך פתוח גבוה יותר |
עיצוב משולב של טבעת תמיכה וטבעת מדריכה |
המגמה לשחיקה עקב חיכוך של הטבעת המדריכה, טבעת התמיכה מבקרת את ההתנתקות |
צילינדר שמן, מכונות הנדסיות כבדות, תנועה חוזרת עם זווית גדולה |
טבעות תמיכה בצורת מחט מתאימות במיוחד למקרים שבהם יש לחיצה משני הקצוות. PARKER ההערה החומרית על טבעות התמיכה בצורת מחט של 'Eclipse' מדגישה כי המבנה המחטי יוצר פיצוי רדיואלי תחת לחיצה, והוא מתאים לשני סוגי פעילות: בכל כיוון מותקנות קבוצת טבעות תמיכה בצורת מחט, מה שמונע את ההתנתקות של האלסטומר במחבר הסטטי. במקרה של לחץ גבוה של Eclipse הוצג כי ב-15,000 psi וב-300°F, בתנאי פער התנתקות גדול, השימוש בטבעת תמיכה בצורת מחט מ-PTFE ממולאה בשילוב עם טבעת תמיכה בצורת מחט מ-PEEK שיפר את יכולת הספיקה ללחץ.

בחירת חומר טבעת גיבוי בלחץ גבוה היא בעיקר עניין של פשרה בין חיכוך נמוך, קשיחות, מודולוס, התנגדות לטמפרטורה, התנגדות לסוכנים, עלות וקלות בהתקנה.
חומר |
יתרון |
סיכון/הגבלה |
מקרה תקין |
PTFE פוליטטרהפלואורוא틸ן |
חיכוך נמוך, התנגדות כימית טובה, מתאים לחיבורים דינמיים ולסוכנים קורוזיביים |
רך יותר, קל לפתוח או לכווץ, ההתנגדות להזרקה מוגבלת; ניתן לייצר טבעות גיבוי פתוחות או ספירליות |
מעבר בלחץ גבוה של חיבורים דינמיים עם חיכוך נמוך, משאבות גז ושמן, תוספת סטנדרטית לטבעת O |
PTFE ממולא |
מלאי של סיבי זכוכית, סיבי פלדה וברונזה משפיע על החיכוך, הסחיפה והתנגדות לפגיעות; לאחר המילוי, ההתנגדות לסחיפה ולחבטות משתפרת |
איכות המלאי משפיעה על חלק מהסוכנים הקורוזיביים הכימיים |
סוכנים כימיים מתמידים |
PA/נילון |
קשה יותר מ-PTFE, יכולת אנטי-עקסטרוזיה טובה יותר, עלות נמוכה יותר מ-PEEK |
סופג מים ושינוי ממדים, לא סובל מלחם גבוה מדי מכונות הנדסה, הידרוליקה רגילה, גליקול מים ושמן לחץ גבוה דומה |
לחץ גבוה יותר מאשר פרויקטים טיפוסיים |
פיק פוליאתר-אתר-קטון |
מודולוס גבוה, קשיחות גבוהה, יכולת עמידות גבוהה לגרור, מתאימה לתנאים קיצוניים |
עלות גבוהה, דרישות עיבוד וממד קפדניות, אין פיצוי זרימה קרה כמו PTFE; PEEK פתוח עשוי לנשוך את טבעת האו בצד החתך |
נפט וגז, טמפרטורה גבוהה לחץ גבוה, פער חץ גדול, ציוד מפתח |
POM/Acetal, TPE וכו' |
ניתן להשתמש כחומר ספציפי לחץ בינוני או כחומר מסגרת מותאם אישית |
צריך לקחת בחשבון את המדיה, הטמפרטורה, הלחץ |
חיתום לא סטנדרטי, פרויקטים מיוחדים ללקוחות |
נתוני יצרנים ציבוריים נותנים גבולות חומרים טיפוסיים כהתייחסות: EMC מתקדמת מתארת את החומר PEEK כמתאים לח presiones גבוהות וטמפרטורות גבוהות, ואת הנילון כמתאים לפריטים נמוכים יותר במחיר, טווח דוגמה עד 20,000 psi ו-500°F; PTFE מדגיש חיכוך נמוך, עמידות כימית וגבהי טמפרטורה גבוהים יותר, בעוד ש-PTFE ממולא מציג עמידות טובה יותר לזרימה קרה מאשר PTFE ממולא. פרוידנברג מסביר גם ש-PEEK מציג עמידות כימית דומה ל-PTFE אך עם תכונות מכניות טובות יותר, טמפרטורת הפעלה רציפה יכולה להגיע ל-260°C, והוא משמש בדרך כלל בapplications עם לחץ גבוה על טבעות O.
PEEK לא יכול לשמש פשוט לפי ממדי התקן של PTFE. נתוני Gallagher/Eclipse מציינים ש-PEEK בעל מודולוס גבוה, ולא יקזז באמצעות זרימה קרה כדי לקזז סטיית ממד כמו PTFE, ולכן נדרשים ממדים מדויקים יותר, שיפוד, טבעת תמיכה מעבר של PTFE או טיפול במבנה משולב; PEEK עם חתך פתוח עלול עדיין לפגוע ב-O-ring עקב קצה חיתוך במהלך מחזורי לחץ או תפעול דינמי.
כשלון החתכה בלחץ גבוה נובע בדרך כלל לא רק בגלל "לחץ גבוה מדי," אלא בגלל:
לחץ × פער החיצוץ × קשיחות O-ring × מודולוס חומר × אקסצנטריות דינמית
בינהם, פער החיצוץ הוא זה שנ недооцен בسهولة רבה ביותר.
פער החיצוץ צריך להוערך לפי מצב המקרה הגרוע ביותר.
אל תסתכלו רק על הפער הנומינלי בתרשים; גם קחו בחשבון:
מדריך הבחירה של טבעות O של Global מציג גם את הלחץ, הטמפרטורה, ההתאמה הכימית, פער ההזרקה, תנאי העבודה הדינמיים/סטטיים וקשיחות החומר כגורמים מרכזיים לבחירת טבעות התמיכה, ומציין שפערים גדולים יותר בדרך כלל דורשים תמיכה חזקה יותר.
מצב פער ההזרקה |
נטיית העיצוב |
פער קטן, לחץ מתון |
טבעת תמיכה שטוחה מ־PTFE או מ־PTFE ממולא היא מספיקה |
פער בינוני, לחץ גבוה |
טבעת תמיכה קעורה מ־PTFE ממולא או מ־PA/נילון |
פער גדול, לחץ גבוה, טמפרטורה גבוהה |
טבעת תמיכה קעורה מ־PEEK, חומר מרוכב של PEEK + PTFE |
פער גדול מאוד, קשה לתקן את החומרה |
טבעת תמיכה בצורת משולש, טבעת תמיכה משולשת מחולקת למספר חלקים, פונקציית הנחיה שכוללת עומס יתר |
אי-סימטריה דינמית בולטת |
למקד תחילה את האופטימיזציה של סרט הנחיה, ולאחר מכן לעצב את טבעות התמיכה; אחרת טבעת התמיכה תקבל את פונקציית הנחיה שלא נגזרה עליה |
טבעות תמיכה אינן מיועדות 'לתקון כל בעיות החריצה'. בעיצוב איטום לחץ גבוה יש לשלוט תחילה בגודל הפער המאפשר חדירה, ורק לאחר מכן להשתמש בטבעות התמיכה כדי להרחיב את שדה הבטיחות.
סוג לקוח |
דואג להתמקד |
הכיוון המומלץ |
לקוחות הידרוליקים בלחץ גבוה |
לחץ, מהירות סירוגין, גלישה מדריך, טמפרטורת שמן, הגנה על ההתקנה |
התמקדות בשרשרת גיבוי חד כיוונית/ביכיוונית, שרשרת גיבוי פתוחה, מלאה ב-PTFE, PA, PEEK |
לקוחות נפט וגז |
טמפרטורה גבוהה לחץ גבוה, השפעת לחץ, אמצעי קרוסיבי, אישור, קנה לא סטנדרטי |
התמקדות ב-PEEK, טבעת גיבוי קונקאבית, טבעת גיבוי דו-כיוונית, טבעת בעלת צורה מיוחדת, פער חריץ גדול |
לקוחות מכונות הנדסה |
עומס מכה, זיהום מים בוץ, נוחות תחזוקה, עלות |
להתמקד בטבעת סגורה או פתוחה, פוליאמיד/ניילון, פוליטריפלואורואתילן ממולא, תאימות טבעת מדריכה וטבעת תמיכה |
לקוחות משאבות ושסתומים |
חיבוק סטטי, דינמי על גזע השסתום, פתיחה/סגירה תכופה, שיאי לחץ |
להתמקד בטבעת מוצקה, פEEK, טבעת קעורה, התנגדות ללחץ דו-כיוונית |
לקוחות כימיים |
תאימות לתווך, טמפרטורה, דליפות נמוכה |
להתמקד בפוליטריפלואורואתילן, פוליטריפלואורואתילן ממולא, עמידות כימית של פEEK ויציבות ממדית |
בזמן הצגת הצעת מחיר ללקוחות, לא להסתפק בשאלה "באיזה לחץ תעבודו". לטבעות תמיכה בעלות לחץ גבוה יש לבקש לפחות את השדות הבאים:
פרמטרים |
מדוע זה חשוב |
לחץ עבודה / לחץ שיא |
מגדיר האם יש צורך בטבעות תמיכה יחידות או כפולות, וכן האם יש צורך ב-PEEK |
כיוון הלחץ |
מגדיר את סוג טבעת התמיכה: חד-כיוונית או דו-כיוונית |
פער החיצוץ |
מגדיר את חומר טבעת התמיכה, את חתך הרוחב שלה ואת הכמות הנדרשת |
טווח טמפרטורה |
מגדיר האם ניתן להשתמש ב-PTFE, PA או PEEK |
תקשורת |
מגדיר את ההתאמה הכימית של החומר |
חיזוק סטטי / חיזוק דינמי |
מגדיר את שיעור החיכוך, הסחיפה וסיכון לפגם פתוח |
צורת התנועה |
תנועה הלוך ושוב, סיבובית או תנודתית — כל אחת מהן דורשת תצורות שונות של טבעות תמיכה |
האם החור סגור |
קובע גוש מוצק, חתוך פתוח, טבעת ספיראלית הוא מתקין |
חומר טבעת O וקשיחות |
קובע את יכולת אנטי-אקסטרוזיה של האובייקט נתמך |
מימדי עץ/חור/קניון וניסיונות סובלנות |
קובע את הפער המקסימלי בפועל של החץ |
האם יש טבעת מדריך |
משפיע על אקצנטריזם ועומס צדדי |
האם קיימות דרישות הסמכה |
נפט וגז, מזון, אווירה, צבאי עשוי לדרוש תעודות חומרי |