Prasības pret O-rings blīvēšanas virsmas raupjumu nevar norādīt tikai ar vienu Ra vērtību — minimāli vienlaikus jāregulē: Ra/Rz vai Rmax, apstrādes līniju virziens, rievas/uzpūšļi/rūsas pietūkumi, pārklājuma kārtas integritāte, fasējuma lielums. ISO 3601-2:2025 skaidri norāda, ka O gredzena rievas un pretējā komponenta virsmas raupjums ievērojami ietekmē blīvēšanas un dinamiskās blīvēšanas veiktspēju, un prasa, lai blīvēšanas darba virsma būtu brīva no rievām, uzpūšļiem, iedobēm, instrumentu pēdām, vītnēm un citiem defektiem, kā arī ieteic izmantot virsmas materiāla attiecības Rmr regulēšanu, ne tikai Ra.

1. Kāpēc raupjuma prasības var izraisīt noplūdes

O-formas blīvējuma darbība balstās uz priekškompresiju un vidēja spiediena radīto kontaktspriegumu metāla virsmā. Ja blīvējuma virsma ir pārāk raupja, virsmas kalnu un iedu vietas veido mikro noplūdes kanālus; ja virsmā ir šķērsas svilskas, smiltsgabali, pārklājuma atdalīšanās vai asmens zīmju rievas, O-formas blīvējums var nebūt spējīgs pilnībā kompresēt un aizvērt šos nepārtrauktos kanālus, pat ja tā izmērs un materiāls ir pareizi.

Tomēr virsma arī nav jo gludāka, jo labāk. Īpaši reciprocējošajos vai rotējošajos dinamiskajos blīvējumos pārmērīga polīšana var pat iznīcināt eļļas kārtas uzglabāšanas spēju, izraisot sausu berzi, līpšanu un paātrinātu nodilumu. ERIKS O-formas blīvējuma dizaina materiāli norāda, ka pārāk gluda dinamiskā blīvējuma kontaktvirsmā var samazināties eļļas noturēšana un palielināties pārmērīgs nodilums, un vispārīgi dinamiskā O-formas blīvējuma kontaktvirsmas Ra vērtība zem aptuveni 0,15 μm parasti netiek ieteikta, jo virsmai nepieciešama mikro eļļas kārtas uzglabāšanas spēja.

2. Ieteicamais raupjuma diapazons, kategorizēts pēc ekspluatācijas apstākļiem

Zemāk esošajā tabulā norādīti bieži lietotie inženierijas projektēšanas punkti. Vienība ir μm. Dažādi standarti un rokasgrāmatas izmanto Rz, Rmax, Rt un citus dažādus parametrus, kurus nevar tieši aizvietot vienu ar otru; pirms pielietošanas skaidri noskaidrojiet piemērojamo mērīšanas standartu un parametrus.

3. Statiskais blīvējums: Uzmanība koncentrēta uz jautājumu – Vai tas var izturēt noplūdes kanālus?

Statiskajā blīvējumā nav relatīvas slīdes kustības, tāpēc raupjuma pakāpe var būt nedaudz mazāk stingra nekā dinamiskajā blīvējumā, tomēr gāzei, vakuums, zemas viskozitātes šķidrumam vai vidējam/līdz augstam spiedienam blīvēšanai ieteicams paaugstināt līdz Ra 0.8 μm vai smalkāk. COG O-gredzena materiāla specifikācijās arī norādīts statiskā blīvējuma zonā Ra 1.6/Rz 6.3, dinamiskajam blīvējumam Ra 0.4/Rz 1.6 un uzstādīšanas ievadu apstrādātai malai Ra 1.6/Rz 6.3.

Statiskā blīvējuma raupjuma pakāpe arī nedrīkst būt pārāk pieļaujoša. Ja mirkstījums, sagriešana vai šķērsas izvirzījumi pārmērīgi virza O-gredzenu uz zemāka spiediena pusi, veidosies noplūdes kanāls. ERIKS materiāla specifikācijās arī norādīts, ka virsmas apstrādes virziens ir svarīgs — piemēram, ienākošās apstrādes rievas pa formas metāla pagrieziena trajektoriju; pat rupjāka virsma vēl var nodrošināt blīvējumu, bet asas malas rievas caur O-gredzenu būtiski palielinās risks.

Statiskā blīvējuma novērtēšanas loģika nav vienkārši „Ra atbilst prasībām — gatavs“, bet gan: Ra/Rz atbilst + nav caurskrāpējumu bojājumu + nav izvirzījumu + pārklājuma kārta saglabāta + kompresijas daudzums pietiekams + urbums nav pārpildīts.

4. Atgriezeniskā dinamiskā blīvējuma savienojuma veidošana: uzmanība ir pievērsta „izstrādei, smērēšanai un apstrādes virzienam”

Atgriezeniskā dinamiskā blīvējuma savienojumā O-formas blīvējums ilgu laiku pastāvīgi slidinās pa stieņa, plosta vai cilindra virsmu, tāpēc blīvējuma virsmai jābūt pietiekami gludai, lai izvairītos no nodiluma, bet vienlaikus jāsaglabā viegls eļļas kārtiņa, lai novērstu sauso berzi. Parker rokasgrāmatā norādīts, ka atgriezeniskā hidrauliskā blīvējuma kontaktvirsmas raiznība (Ra) jābūt 0,4, maksimālā raupjuma augstuma vērtība (Rmax) — 1,6; rievas dibenam un sāniem arī jāizmanto Ra 1,6 un Rz 1,6.

Tipiskākās dinamiskā blīvējuma savienojuma darbības traucējumu cēlonis nav O-formas blīvējuma materiāls pats par sevi, bet gan slīdošā virsma, kurā var redzēt: garenvirziena garas rievas; spirālveida šlifēšanas vai latēšanas iegriezumus; hroma pārklājuma plaisas, atšķilšanos vai izvirzītas skaidas; asmeņa iegriezumus; caurumu krustpunktu bez noapaļotiem malu pārejas leņķiem; rievas malu skaidas; pārāk raupju virsmu, kas izraisa nodilumu, vai pārāk spoguļveidīgu virsmu, kas neļauj veidoties eļļas kārtiņai.

Hidrauliskajām reciprocējošajām blīvēm ieteicams dinamiskās blīvēšanas virsmas izgatavot ar gludināšanu, velmēšanu, polēšanu un cieto hroma pārklājumu, kā arī pēc polēšanas apstiprināt galīgo spoguļveida virsmu. ERIKS materiālu dokumentācijā arī uzsvērts, ka dinamiskās kontaktvirsmas apstrādes kvalitāte tieši ietekmē O-formas gredzena kalpošanas laiku.

5. Rotācijas apstākļi: O-formas gredzens parasti nav ideāls risinājums

O-ringu var izmantot zemas ātruma, īslaicīgiem un viegliem rotācijas blīvējumiem, taču tas nav tipisks augsta ātruma rotācijas blīvējums. Rotācijas apstākļos O-ringa iekšējais diametrs paliek pakļauts rādiālai berzei, berzes siltums nav viegli izkliedējams, un Parker arī īpaši norāda uz Gough–Joule efektu: ja O-ringa iekšējais diametrs ir mazāks nekā vārpstas virsmas diametrs, papildu sasilšana izraisa saraušanos, un bojājumi izpaužas kā O-ringa virsmas sacietēšana, nodilums, saraušanās un galu galā noplūde. Patiesajā konstrukcijā jāizmanto salīdzinoši lielāka šķērsgriezuma O-ringa un jānodrošina, ka tā iekšējā diametra izstiepšanās attiecībā pret vārpstas diametru ir aptuveni 1 %–3 %, lai samazinātu rievas spiedienu.

Rotācijas O gredzena virsmas prasības ir stingrākas dinamiskās blīvēšanas līmenī: vārpsta virsmas raupjums Ra 0.2–0.4 μm, Rz/Rmax kontrolēts apmēram 1.6 μm, turklāt jāizvairās no radiālā ievada apstrādes rievas uz vārpstas, jo šāda virsmas struktūra var izraisīt sūkšanas efektu un noplūdi. Nepārtrauktas rotācijas, augstas lineārās ātruma, augstas temperatūras vai neeļļojamas darbības apstākļos priekšroka jādod specializētai rotācijas vārpstas blīvei, PTFE rotācijas blīvei, X gredzenam vai specializētai rotācijas blīvēšanas konstrukcijai, nevis vispārīgam O gredzenam.

6. Ra nav pietiekama nosacījuma: jānovērtē arī Rz, Rmax, materiāla attiecība un virsotņu forma

Divām virsmām var būt vienāds Ra, bet viena ir apaļa viļņveida, otra — asu kalnu un ieduļu veidojums — pēdējā var sagriezt O-ringa blīvējumu vai izveidot noplūdes kanālu. Parker rokasgrāmatā skaidri norādīts, ka tikai Rt un Ra nav pietiekami, lai novērtētu, vai blīvēšanas virsma ir piemērota; jāņem vērā arī citi parametri, piemēram, Rp vai saskares laukuma/slodzes uzņemšanas laukuma attiecība; ISO 3601-2:2025 arī ieteic, ka blīvēšanas saskares virsmas materiāla attiecība Rmr konkrētos apstākļos jāsaglabā 50 %–80 %.

Tāpēc zīmējumā nevajadzētu norādīt tikai:

Ra 1.6

Tas nav pietiekami. Labāka norādīšanas metode ir:

Blīvēšanas saskares virsma: Ra ≤ 0,4 μm, Rz ≤ 1,6 μm, mērīts saskaņā ar ISO 21920; bez rievas, apstrādes malu, iedobumu, rīku pēdu, pārklājuma atdalīšanās; apstrādes līnijas nedrīkst būt orientētas noplūdes virzienā.

7. Rievas, pārklājumi, apstrādes malas un fasējumi: praktiskā noteikšana

Rāķes: pat arī tad, ja kopumā Ra atbilst prasībām, viena vienīga svītra caur blīvēšanas līniju var izraisīt noplūdi. Statiskām blīvēm jākoncentrējas uz to, vai svītras iet cauri augstspiediena un zemspiediena virzieniem; dinamiskām blīvēm jebkuras lineāras svītras ass vai spirālveida virzienā ir jāuzskata par augsta riska faktoru.

Apšuvums: cietais hroma pārklājums, ķīmiskais niķelis, anodizēta oksīda kārta un citi pārklājumi beigu stadijā ir jāatbilst raupjuma prasībām; pārklājuma atdalīšanās, adatu caurumi, pūslīši un izvirzīti malu apgabali rada divas problēmas: viena — veido noplūdes ceļu, otra — sagriež O-ringa gredzenus, īpaši jānovērš pārklājuma robežu iekļaušana blīvēšanas joslā.

Noslauki: urbumu atvērumi, fasētas malas, šķērsojošie urbumi un eļļas urbumu muti visi ir jānoapaļo un jānoņem asas malas. ISO 3601-2:2025 skaidri prasa, ka saistītajos apgabalos uz stieņa vai darba vāka rievas nav jābūt nekādām asām malām, un mala ir jānoapaļo gludi; dažās virsmās arī norādīts, ka radiālie rīka pēdas nedrīkst būt redzamas.

Fasēšana nepietiekama: o-gredzenis tiek izstiepts, saspiests un pārvietots pāri malai montāžas laikā; nepietiekams ievadu leņķis neizraisa griešanu, spiedienu, sagriešanu vai daļēju plaisu montāžas laikā. Ievadu leņķis parasti ir 15°–20°, malām jābūt gludām un bez apdedzinājumiem, ievadu leņķa garumu nosaka atkarībā no O-gredzena šķērsgriezuma diametra.

8. Ieteicamā zīmējuma apzīmēšana

Stacionārs blīvējums, vispārīgi šķidrumi

Blīvēšanas kontaktvirsmas A: Ra ≤ 1,6 μm, Rz ≤ 6,3 μm; bez caururbjošiem rievām, apdedzinājumiem, izbumbulējumiem, smilšu caurumiem vai pārklājuma slāņa atdalīšanās.

Urbuma dibena/sānu virsma B: Ra ≤ 1,6–3,2 μm, Rz ≤ 6,3–12,5 μm; urbuma atvere bez apdedzinājumiem.

Ievadu leņķis C: 15°–20°, Ra ≤ 1,6 μm, Rz ≤ 6,3 μm, gluds un bez apdedzinājumiem.

Stacionārs blīvējums, gāze/zaļas viskozitātes/maiņstrāvas/ augstspiediena uzglabāšanai

Blīvēšanas kontaktvirsmas A: Ra ≤ 0,8 μm, Rz ≤ 3,2 μm; galvenajai blīvēšanas joslai nedrīkst būt redzamas līniju defekti. Palieliniet Rmr vai virsotnes augstuma Rp prasības, ja nepieciešams, un veiciet noplūdes testa verifikāciju.

Atgriezeniskais dinamiskais blīvējums

Slīdošās kontaktvirsmas raupjums: Ra 0,2–0,4 μm, Rz ≤ 1,6 μm; ne mazāks par aptuveni Ra 0,1–0,15 μm; bez assvirzieniem, spirālveida līnijām, pārklājuma atdalīšanos, asmens vibrācijas pēdām.

Rievas apakšdaļa/sāni: Ra ≤ 1,6 μm, Rz ≤ 6,3 μm.

Fasējums: 15°–20°, gluds un bez āķīšiem; savienojuma caurumiem jābūt noapaļotiem vai jāizvairās no blīvējuma darba ceļa.

Rotējošais O-gredzens

Tikai zemā ātrumā, īsā laikā un pietiekami smērētā vidē; vārpsta virsmas raupjums Ra 0,2–0,4 μm, Rz ≤ 1,6 μm; nav atļautas spirālveida ievadīšanas apstrādes līnijas. O-gredzenam nedrīkst radīt radiālu pārplešanos vai izstiepšanos uz vārpstas; priekšroka ir ārēji novietotai rievas spiediena izlīdzināšanas struktūrai. Nepārtraukta rotācija vai augsta ātruma apstākļos jāpāriet uz speciālu rotējošo blīvējumu.

9. Vietas pārbaudes pasūtījums

Ja rodas noplūde, vispirms neaizvietot ar cietsvārāku vai mīkstāku O-gredzenu. Ieteicams veikt pārbaudi šādā secībā:

Vai blīvēšanas virsmas Ra/Rz atbilst zīmējumam; vai ir caurskrāpējumi, rīku pēdas, smilšu caurumi, iedobumi; vai pārklājuma kārta norūsē, uzpūšas, satur adatu caurumus vai uzraudzības malu uzkrāšanos; vai rievas atvere, noblīdējums un krustpunktu caurumiem ir apdedzinājumi; vai apstrādes līniju virziens noplūst pa noplūdes virzienu vai veido spirālveida rievu rakstu; vai montāžas noblīdējuma leņķis ir pietiekams, vai O gredzens ir sagriezts; vai kompresijas daudzums ir pārāk liels, pārlīdzināts vai trūkst eļļošanas; vai rievas aizpildīšanas procents, atstarpe un atbalsta gredzens atbilst prasībām.

Viskritiskākā viena teikuma formulējums: O gredzena blīvēšanas virsma nav „Ra sasniedz norādīto vērtību — gatavs”, bet gan „raupjums, kontūras forma, tekstūras virziens, defektu stāvoklis un noblīdējuma kvalitāte kopā atbilst prasībām.”