Jak wybrać właściwy rozmiar pierścienia uszczelniającego?

Zacznij od określenia zastosowania uszczelnienia (tłok, tłoczysko lub uszczelnienie czołowe), średnicy otworu obudowy lub wału oraz wymaganego przekroju poprzecznego. W przypadku uszczelnień tłokowych średnica zewnętrzna pierścienia uszczelniającego powinna odpowiadać średnicy otworu — czyli ID = średnica otworu − 2×CS. W przypadku uszczelnień tłoczyskowych średnica wewnętrzna pierścienia uszczelniającego powinna odpowiadać średnicy tłoczyska. Następnie wybierz najbliższą standardową średnicę wewnętrzną z tabel ISO 3601. Docelowo, aby zapewnić niezawodne uszczelnienie, należy zastosować ściskanie 15–25%.

Czym jest procent ściśnięcia i dlaczego jest ważny?

Ścisk to procent, o jaki przekrój poprzeczny pierścienia uszczelniającego jest ściśnięty w rowku. Ścisk % = (CS − ściśnięta wysokość)/CS × 100. W przypadku uszczelnień dynamicznych (tłok/tłoczysko) należy przyjąć wartości 10–20%. W przypadku uszczelnień statycznych (czołowych/kołnierzowych) wartości 15–30%. Zbyt mały ścisk powoduje wycieki; zbyt duży powoduje nadmierne tarcie, ciepło i przedwczesne zużycie.

Jaki jest wpływ rozciągania na wydajność pierścienia uszczelniającego?

Rozciągnięcie występuje, gdy pierścień uszczelniający typu O jest montowany na średnicy większej niż jego średnica wewnętrzna w stanie swobodnym. W większości zastosowań dopuszczalne jest rozciągnięcie do 5%. Rozciągnięcie zmniejsza efektywny przekrój i zwiększa naprężenia w elastomerze. Nadmierne rozciągnięcie (powyżej 5%) może spowodować przedwczesne uszkodzenie, szczególnie w przypadku twardych materiałów, takich jak FKM/Viton.

Jakie materiały są dostępne do pierścieni uszczelniających?

Typowe materiały na pierścienie uszczelniające to NBR (nitryl, od −40 do +120°C, odporny na olej), FKM/Viton (od −20 do +200°C, odporny na chemikalia), EPDM (od −50 do +150°C, woda/para), silikon (od −60 do +200°C, dopuszczony do kontaktu z żywnością) oraz FFKM/Kalrez (od −25 do +325°C, uniwersalna odporność chemiczna). Wybór materiału zależy od temperatury, medium i ciśnienia.

Kiedy potrzebne są pierścienie zapasowe?

Pierścienie zapasowe (zabezpieczające przed wytłaczaniem) są potrzebne, gdy ciśnienie przekracza opór pierścienia uszczelniającego na wytłaczanie – zazwyczaj powyżej 3,5 MPa (500 psi) w przypadku uszczelnień statycznych lub 7 MPa (1000 psi) w przypadku uszczelnień dynamicznych, w zależności od twardości i szczeliny. Należy użyć jednego pierścienia zapasowego po stronie niskiego ciśnienia lub dwóch w przypadku ciśnienia dwukierunkowego. Materiałem jest zazwyczaj PTFE lub poliamid.

Darmowe narzędzie inżynieryjne

Wybór rozmiaru pierścienia uszczelniającego

Znajdź odpowiedni standardowy rozmiar pierścienia uszczelniającego typu O, zgodny z normą ISO 3601, do zastosowań w tłokach, tłoczyskach lub uszczelnieniach czołowych. Uzyskaj wymiary rowków, stopień ściśnięcia i rozciągnięcie — natychmiast.

ISO 3601-1 AS568 CS 1,78 – 6,99 mm

Zastosowanie

Przekrój CS (mm)

Średnica otworu/wału (mm)

Docelowe ściśnięcie (%)

Szybkie ustawienia wstępne

Wyniki

Zalecany pierścień uszczelniający

—

Głębokość rowka

—

Szerokość rowka

—

Rzeczywiste ściśnięcie

—

Rozciąganie / Kompresja

—

Średnica wewnętrzna pierścienia uszczelniającego (standard)

—

Średnica zewnętrzna pierścienia uszczelniającego (obliczona)

—

Tolerancja ID (ISO 3601)

—

Przekroje poprzeczne zgodne z normą ISO 3601

Śr. (mm)	Seria AS568	Tolerancja CS	Typowy zakres ID	Głębokość rowka (20% ścisk.)	Szerokość rowka
1.78	-0XX	±0,08	1-25 mm	1.42	2.50
2.62	-1XX	±0,09	9-76 mm	2.10	3.60
3.53	-2XX	±0,10	15-133 mm	2.82	4.80
5.33	-3XX	±0,13	19-267 mm	4.26	7.15
6.99	-4XX	±0,15	50-292 mm	5.59	9.40

Ściśnięcie pierścienia uszczelniającego

Ściskanie to średnicowe ściskanie przekroju poprzecznego pierścienia uszczelniającego typu O podczas montażu w rowku. Powoduje ono powstanie początkowego naprężenia stykowego uszczelki.

Uszczelnienia dynamiczne (tłok/pręt): zalecane ściskanie 10–20%
Uszczelnienia statyczne (czołowej powierzchni/kołnierza): zalecane ściskanie 15–30%

Wymiary rowka

Szerokość rowka musi umożliwiać rozszerzanie się pierścienia uszczelniającego na boki podczas ściskania, a także kompensować rozszerzalność cieplną i pęcznienie.

Rozciąganie i kompresja

W przypadku uszczelnień tłokowych pierścień uszczelniający typu O jest naciągany na tłok. W przypadku uszczelnień tłoczyskowych jest on wciskany w rowek otworu.

Maksymalne rozciąganie: 5% (elastomery standardowe), 3% (PTFE, związki twarde)
Maksymalna kompresja: 3% ID

Przykład — uszczelka tłoka, otwór Ø50 mm, CS 3,53 mm

Cel: Średnica zewnętrzna pierścienia uszczelniającego ≈ otwór = 50 mm

Wymagany ID = 50 − 2 × 3,53 = 42,94 mm

Najbliższy standardowy ID: 42,86 mm → OD = 42,86 + 2 × 3,53 = 49,92 mm

Głębokość rowka (ścisk 20%) = 3,53 × 0,80 = 2,82 mm

Szerokość rowka = 3,53 × 1,35 = 4,77 mm

Średnica dna rowka* = 50 − 2 × 2.82 = 44.36 mm

Rozciągnięcie = (44.36 − 42.86) / 42.86 × 100 ≈ 3.5% ✓ (w granicy 5%)

*zakładając, że OD tłoka ≈ średnica cylindra; aby uzyskać dokładną średnicę dna rowka, odejmij luz między tłokiem a cylindrem od OD tłoka

⚠️ Uwaga: Zawsze sprawdzaj współczynnik wypełnienia rowka (objętość pierścienia uszczelniającego w stosunku do objętości rowka). Pierścień uszczelniający powinien wypełniać 70–85% rowka. Niedopełnienie powoduje niestabilność; przepełnienie zapobiega rozszerzalności cieplnej i powoduje wytłaczanie.

ℹ️ Wskazówka: W przypadku ciśnień powyżej 3,5 MPa (statycznych) lub 7 MPa (dynamicznych) należy zastosować pierścień zabezpieczający po stronie niskiego ciśnienia, aby zapobiec wciśnięciu pierścienia uszczelniającego do szczeliny.