Інструмент вільного інжинірингу
Вибір розміру ущільнювального кільця
Знайдіть правильний стандартний розмір ущільнювального кільця згідно з ISO 3601 для поршневих, штокових або торцевих ущільнень. Отримайте розміри канавок, відсоток стискання та розтягнення — миттєво.
Результати
Стандартні поперечні перерізи ISO 3601
| CS (мм) | Серія AS568 | Толерантність CS | Типовий діапазон ідентифікаторів | Глибина канавки (20% кв.) | Ширина канавки |
|---|---|---|---|---|---|
| 1.78 | -0XX | ±0.08 | 1–25 мм | 1.42 | 2.50 |
| 2.62 | -1ХХ | ±0.09 | 9–76 мм | 2.10 | 3.60 |
| 3.53 | -2XX | ±0.10 | 15–133 мм | 2.82 | 4.80 |
| 5.33 | -3XX | ±0.13 | 19–267 мм | 4.26 | 7.15 |
| 6.99 | -4XX | ±0.15 | 50–292 мм | 5.59 | 9.40 |
Стиснення кільця ущільнювача
Стиснення – це діаметральне стиснення поперечного перерізу ущільнювального кільця під час встановлення в канавку. Воно створює початкове контактне напруження ущільнення.
- Динамічні ущільнення (поршень/шток): рекомендовано стиснення 10–20%
- Статичні ущільнення (лицьова сторона/фланець): рекомендовано стиснення 15–30%
Розміри канавки
Ширина канавки повинна дозволяти ущільнювальному кільцю розширюватися вбік при стисканні, а також враховувати теплове розширення та набухання.
Розтягнення & стиснення
Для поршневих ущільнень O-ring розтягується на поршні. Для ущільнень штока він стискається в канавці отвору.
- Максимальне розтягнення: 5% (стандартні еластомери), 3% (PTFE, тверді компаунди)
- Максимальне стиснення: 3% ідентифікатора
Ціль: Зовнішній діаметр ущільнювального кільця ≈ отвір = 50 мм
Необхідний внутрішній діаметр = 50 − 2 × 3,53 = 42,94 мм
Найближчий стандартний ідентифікатор: 42,86 мм → OD = 42,86 + 2 × 3,53 = 49,92 мм
Глибина канавки (стиск 20%) = 3,53 × 0,80 = 2,82 мм
Ширина канавки = 3,53 × 1,35 = 4,77 мм
Діаметр дна паза* = 50 − 2 × 2.82 = 44,36 мм
Розтягнення = (44,36 − 42,86) / 42,86 × 100 ≈ 3.5% ✓ (в межах ліміту 5%)
*за умови, що зовнішній діаметр поршня ≈ діаметр циліндра; для точного діаметра дна паза відніміть зазор між поршнем і циліндром від зовнішнього діаметра поршня
⚠️ Примітка: Завжди перевіряйте коефіцієнт заповнення канавки (об'єм O-ring відносно об'єму канавки). Ущільнювальне кільце повинно заповнювати 70–85% канавки. Недостатнє заповнення спричиняє нестабільність; надмірне заповнення перешкоджає тепловому розширенню та призводить до екструзії.
ℹ️ Порада: Для тиску понад 3.5 MPa (статичний) або 7 MPa (динамічний) додайте опорне кільце з боку низького тиску, щоб запобігти видавлюванню O-ring у зазор.
Follow these steps:
- Identify application: piston seal, rod seal, or face seal
- Determine diameter: bore diameter (piston) or shaft diameter (rod)
- Choose cross-section: larger CS for higher pressures and larger diameters. CS 3.53 mm is the most common general-purpose size
- Find standard ID: for piston seals, ID = bore − 2×CS. For rod seals, ID ≈ rod diameter. Select nearest standard size from ISO 3601
- Verify squeeze: aim for 15–25% (static) or 10–20% (dynamic)
- Check stretch: should be ≤5% of ID
Squeeze is the percentage compression of the O-ring cross-section in the groove:
Squeeze % = (CS − compressed height) / CS × 100
It creates the initial contact stress needed for sealing. Guidelines:
- 10–20% for dynamic seals (piston/rod) — balances sealing and friction
- 15–30% for static seals (face/flange) — higher squeeze for reliability
- Too little squeeze → leakage, poor seal
- Too much squeeze → excessive friction, heat, spiral failure, short life
Stretch occurs when the O-ring is installed on a groove diameter larger than its free-state ID. Effects:
- Reduces cross-section — the CS becomes thinner as the O-ring stretches, reducing effective squeeze
- Increases stress — higher internal stress accelerates aging
- Max 5% for most elastomers (NBR, FKM)
- Max 3% for hard/brittle materials (PTFE-encapsulated, FFKM)
Conversely, compression (negative stretch, ID larger than groove) can cause the O-ring to buckle or twist in the groove.
Common O-ring materials and their applications:
- NBR (Nitrile) — −40 to +120°C, excellent oil resistance, most common
- FKM/Viton — −20 to +200°C, excellent chemical and heat resistance
- EPDM — −50 to +150°C, water/steam/brake fluid, NOT for oils
- Silicone (VMQ) — −60 to +200°C, food-grade, medical
- FFKM (Kalrez) — −25 to +325°C, universal chemical resistance, expensive
- PTFE — −200 to +260°C, chemically inert, used as encapsulation or backup rings
Backup rings prevent O-ring extrusion into the gap between mating surfaces under pressure. Use backup rings when:
- Static seal: pressure > 3.5 MPa (500 psi)
- Dynamic seal: pressure > 7 MPa (1000 psi) with 70 Shore A O-ring
- Large gaps: diametral clearance > 0.1 mm at low pressure, less at high pressure
Place one backup ring on the low-pressure side. For bi-directional pressure, use two backup rings (one on each side). PTFE is the standard backup ring material.
Процедури, описані на цій сторінці, були розроблені та випробувані в польових умовах командою Vibromera за допомогою Balanset-1A — портативного двоканального балансувального пристрою та аналізатора вібрації для балансування роторів на місці експлуатації.
Професійні прилади та програмне забезпечення для балансування в польових умовах. Використовуються в більш ніж 50 країнах.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko — інженер з аналізу вібрації, а також засновник і генеральний директор «Vibromera». Понад 15 років він балансує обертове обладнання в польових умовах, а не на випробувальному стенді: мульчувачі, промислові вентилятори, дробарки, центрифуги, вали та шпинделі. Саме з цієї роботи народилися прилади «Balanset» — вони створювалися як інструмент, який фахівець може принести до машини й використовувати самостійно, на місці, а не як лабораторне обладнання. «Vibromera» заснована у 2017 році, з 2023 року базується в Порту, Португалія. Розробка, складання та підтримка лінійки «Balanset» відбуваються саме тут. Флагманський прилад — «Balanset-1A», портативний аналізатор для одно- та двоплощинного балансування і вібраційної діагностики. Nikolai особисто бере участь у підтримці клієнтів, вирішенні складних випадків балансування та розробці програмного забезпечення. Він працює з клієнтами по всьому світу, будь-якою мовою.
