Como faço para selecionar o tamanho correto do anel de vedação?

Comece identificando a aplicação da vedação (pistão, haste ou face), o diâmetro do furo da carcaça ou do eixo e a seção transversal necessária. Para vedações de pistão, o diâmetro externo do anel O deve corresponder ao furo — portanto, DI = furo − 2 × seção transversal. Para vedações de haste, o diâmetro interno do anel O deve corresponder ao diâmetro da haste. Em seguida, selecione o diâmetro interno padrão mais próximo nas tabelas da ISO 3601. Busque uma compressão de 15–25% para uma vedação confiável.

O que é a porcentagem de compressão e por que ela é importante?

A compressão é a porcentagem pela qual a seção transversal do anel de vedação é comprimida na ranhura. Compressão % = (CS − altura comprimida)/CS × 100. Para vedações dinâmicas (pistão/haste), o valor alvo é de 10–20%. Para vedações estáticas (face/flange), o valor alvo é de 15–30%. Compressão insuficiente causa vazamento; compressão excessiva causa atrito excessivo, aquecimento e desgaste prematuro.

Qual o efeito do alongamento no desempenho do anel de vedação?

O alongamento ocorre quando o anel de vedação é instalado em um diâmetro maior que seu diâmetro interno em estado livre. Um alongamento de até 5% é aceitável para a maioria das aplicações. O alongamento reduz a seção transversal efetiva e aumenta a tensão no elastômero. Alongamento excessivo (>5%) pode causar falha prematura, especialmente com compostos rígidos como FKM/Viton.

Quais materiais estão disponíveis para anéis de vedação?

Os materiais comuns para anéis de vedação incluem NBR (nitrila, −40 a +120 °C, resistente a óleo), FKM/Viton (−20 a +200 °C, resistente a produtos químicos), EPDM (−50 a +150 °C, resistente à água/vapor), silicone (−60 a +200 °C, grau alimentício) e FFKM/Kalrez (−25 a +325 °C, resistência química universal). A seleção do material depende da temperatura, do fluido e da pressão.

Quando são necessários anéis de backup?

Anéis de reforço (anéis antiextrusão) são necessários quando a pressão excede a resistência à extrusão do anel de vedação — tipicamente acima de 3,5 MPa (500 psi) para vedações estáticas ou 7 MPa (1000 psi) para vedações dinâmicas, dependendo da dureza e da folga. Use um anel de reforço no lado de baixa pressão ou dois para pressão bidirecional. O material geralmente é PTFE ou poliamida.

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Seleção do tamanho do anel de vedação

Encontre o tamanho correto do anel de vedação padrão ISO 3601 para aplicações em pistões, hastes ou vedações de face. Obtenha instantaneamente as dimensões da ranhura, a porcentagem de compressão e o alongamento.

ISO 3601-1 AS568 CS 1,78 – 6,99 mm

Aplicação

Seção transversal CS (mm)

Diâmetro do furo/eixo (mm)

Aperto-alvo (%)

Predefinições rápidas

Resultados

Anel de vedação recomendado

—

Profundidade do sulco

—

Largura da ranhura

—

Aperto real

—

Alongamento/Compressão

—

Diâmetro interno do anel de vedação (padrão)

—

O-Ring OD (calculado)

—

Tolerância de diâmetro interno (ISO 3601)

—

Seções transversais padrão ISO 3601

CS (mm)	Série AS568	Tolerância CS	Faixa de ID típica	Profundidade do sulco (aperto de 20%)	Largura da ranhura
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

Aperto de anel de vedação

A compressão é a compressão diametral da seção transversal do anel de vedação quando instalado na ranhura. Ela cria a tensão de contato inicial da vedação.

Vedações dinâmicas (pistão/biela): aperto recomendado 10–20%
Vedações estáticas (face/flange): 15–30% aperto recomendado

Dimensões da ranhura

A largura da ranhura deve permitir que o anel de vedação se expanda lateralmente quando comprimido, além de acomodar a expansão e o inchaço térmico.

Alongamento e compressão

Para vedações de pistão, o anel de vedação é esticado sobre o pistão. Para vedações de haste, ele é comprimido na ranhura do furo.

Alongamento máximo: 5% (elastômeros padrão), 3% (PTFE, compostos rígidos)
Compressão máxima: 3% de ID

Example — Piston Seal, Bore Ø50 mm, CS 3.53 mm

Alvo: O-ring OD ≈ furo = 50 mm

Diâmetro interno necessário = 50 − 2 × 3,53 = 42,94 mm

ID padrão mais próximo: 42,86 mm → DE = 42,86 + 2 × 3,53 = 49,92 mm

Profundidade do sulco (aperto 20%) = 3,53 × 0,80 = 2,82 mm

Largura da ranhura = 3,53 × 1,35 = 4,77 mm

Diâmetro do fundo do canal* = 50 − 2 × 2,82 = 44,36 mm

Alongamento = (44,36 − 42,86) / 42,86 × 100 ≈ 3.5% ✓ (dentro do limite de 5%)

*assumindo OD do pistão ≈ furo; subtraia a folga pistão-furo ao OD do pistão para obter o diâmetro exato do fundo da ranhura

⚠️ Nota: Verifique sempre a proporção de preenchimento da ranhura (volume do anel de vedação em relação ao volume da ranhura). O anel de vedação deve preencher de 70 a 85% da ranhura. O preenchimento insuficiente causa instabilidade; o preenchimento excessivo impede a expansão térmica e causa extrusão.

ℹ️ Dica: Para pressões acima de 3,5 MPa (estática) ou 7 MPa (dinâmica), adicione um anel de reforço no lado de baixa pressão para evitar a extrusão do anel de vedação para dentro da folga.

Siga estes passos:

Identificar a aplicação: vedante de êmbolo, vedante de haste ou vedante facial (axial)
Determinar o diâmetro: diâmetro do cilindro (êmbolo) ou diâmetro do veio (haste)
Escolher a secção transversal (CS): maior CS para pressões mais elevadas e diâmetros maiores. CS de 3.53 mm é o tamanho de uso geral mais comum
Encontrar o DI padrão: para vedantes de êmbolo, DI = furo − 2×CS. Para vedantes de haste, DI ≈ diâmetro da haste. Selecione o tamanho padrão mais próximo da ISO 3601
Verificar o esmagamento (squeeze): aponte para 15–25% (estático) ou 10–20% (dinâmico)
Verificar o estiramento: deve ser ≤5% do DI

O esmagamento (squeeze) é a percentagem de compressão da secção transversal do O-ring na caixa de alojamento:

Esmagamento % = (CS − altura comprimida) / CS × 100

Cria a tensão de contacto inicial necessária para a vedação. Diretrizes:

10–20% para vedantes dinâmicos (êmbolo/haste) — equilibra vedação e atrito
15–30% para vedantes estáticos (facial/flange) — maior esmagamento para fiabilidade
Pouco esmagamento → fugas, má vedação
Demasiado esmagamento → atrito excessivo, calor, falha em espiral, vida útil curta

O estiramento ocorre quando o O-ring é instalado num diâmetro de alojamento maior do que o seu DI em estado livre. Efeitos:

Reduz a secção transversal — a CS torna-se mais fina à medida que o O-ring estica, reduzindo o esmagamento efetivo
Aumenta a tensão — uma tensão interna mais elevada acelera o envelhecimento
Máx. 5% para a maioria dos elastómeros (NBR, FKM)
Máx. 3% para materiais duros/frágeis (encapsulados em PTFE, FFKM)

Inversamente, a compressão (estiramento negativo, DI maior do que o alojamento) pode fazer com que o O-ring encurrilhe ou torça na ranhura.

Materiais comuns de O-rings e respetivas aplicações:

NBR (Nitrilo) — −40 a +120°C, excelente resistência a óleos, o mais comum
FKM/Viton — −20 a +200°C, excelente resistência química e ao calor
EPDM — −50 a +150°C, água/vapor/fluido de travões, NÃO adequado para óleos
Silicone (VMQ) — −60 a +200°C, grau alimentar, médico
FFKM (Kalrez) — −25 a +325°C, resistência química universal, dispendioso
PTFE — −200 a +260°C, quimicamente inerte, utilizado como encapsulamento ou anéis anti-extrusão

Os anéis anti-extrusão (backup rings) impedem a extrusão do O-ring para a folga entre as superfícies conjugadas sob pressão. Utilize anéis anti-extrusão quando:

Vedante estático: pressão > 3.5 MPa (500 psi)
Vedante dinâmico: pressão > 7 MPa (1000 psi) com O-ring de 70 Shore A
Grandes folgas: folga diametral > 0.1 mm a baixa pressão, menor a alta pressão

Coloque um anel anti-extrusão no lado de baixa pressão. Para pressão bidirecional, utilize dois anéis anti-extrusão (um de cada lado). O PTFE é o material padrão para anéis anti-extrusão.

Os procedimentos descritos nesta página foram desenvolvidos e testados em campo pela equipa da Vibromera com o Balanset-1A, um equilibrador de dois canais e analisador de vibrações portátil para equilibragem de rotores no local.