O-ring

Κεφάλαιο 1: Τι είναι το O-Ring;

Ο δακτύλιος O είναι ένας στρογγυλός ελαστικός βρόχος που χρησιμοποιείται ως σφράγιση για στατικές και δυναμικές εφαρμογές. Ο κύριος σκοπός τους είναι να χρησιμεύουν ως σφράγιση μεταξύ δομών όπως σωλήνες, σωλήνες, σε έμβολα και κυλίνδρους. Οι δακτύλιοι Ο κατασκευάζονται από διάφορα υλικά ανάλογα με το πώς θα χρησιμοποιηθούν και είναι ιδιαίτερα εύκαμπτοι. Όταν τοποθετούνται μεταξύ δύο επιφανειών, εμποδίζουν τη διαρροή υγρών ή αερίων.

Όταν χρησιμοποιείται ως στατικό σφράγισμα, ένας δακτύλιος Ο παραμένει ακίνητος για να συγκρατήσει την πίεση ή να σφραγίσει ένα κενό. Η δυναμική μορφή του O-ring μπορεί να είναι παλινδρομική ή περιστρεφόμενη. Οι δακτύλιοι Ο είναι μια αυτοενεργοποιούμενη σφράγιση που ασκεί πίεση μέσα σε ένα σωλήνα ή σωλήνα για να σχηματίσει μια σφράγιση.

Κεφάλαιο 2: Πώς κατασκευάζονται τα O-Rings

Η παραγωγή και η κατασκευή O-rings περιλαμβάνει τη χρήση εξώθησης ή έγχυσης, συμπίεσης και χύτευσης μεταφοράς. Το τμήμα εξώθησης της διαδικασίας χρησιμοποιείται για τη διαμόρφωση ελαστομερών για τη διαδικασία χύτευσης.

Επιλογή του καλουπιού

Το καλούπι για O-rings έχει δύο μισά. Το υλικό συμπιέζεται μεταξύ των δύο τμημάτων. Η επιλογή του καλουπιού O-ring εξαρτάται από την επιθυμητή διάμετρο. Δεδομένου ότι το υλικό διαστέλλεται όταν συμπιέζεται, το πλάτος της αυλάκωσης πρέπει να είναι 1,5 φορές τη διάμετρό του. Για προσαρμοσμένους δακτυλίους O, τα νέα εργαλεία καλουπιών σχεδιάζονται και παράγονται από υπολογιστή για να ταιριάζουν σε οποιοδήποτε μέγεθος απαιτείται. Τα κενά δακτυλίου Ο κόβονται από χάλυβα χρησιμοποιώντας τόρνο.

Για την άμεση παραγωγή δακτυλίων Ο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί η παραγωγή ματισμένου και βουλκανισμένου δακτυλίου Ο και δεν περιλαμβάνει τη χρήση εργαλειομηχανής μήτρας αλλά είναι κατασκευασμένη από εξωθημένο ελαστομερές κορδόνι.

Επιλογή Υλικού

Η επιλογή του σωστού υλικού για την εφαρμογή O-rings είναι σημαντική για να διασφαλιστεί η σωστή απόδοσή της. Η χημική συμβατότητα, η αντοχή στη θερμοκρασία και διάφοροι άλλοι παράγοντες καθορίζουν τον τύπο του υλικού που θα επιλεγεί καθώς και την εφαρμογή του.

Οι δακτύλιοι Ο κατασκευάζονται από διάφορους τύπους ελαστομερών με τα πιο τυπικά να είναι PTFE, Νιτρίλιο (Buna), Νεοπρένιο, EPDM Rubber, Fluorocarbon (VitonTM) και σιλικόνη με σιλικόνη που χρησιμοποιείται για εφαρμογές υψηλών θερμοκρασιών. Το παρακάτω διάγραμμα είναι μια σύντομη λίστα με μερικά υλικά O-ring και τις ιδιότητές τους. Τα ελαστομερή παίρνουν την απόδοση και τα χαρακτηριστικά τους από τα υλικά που αναμειγνύονται σε αυτά.

Εξώθηση

Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εξώθησης, το ελαστομερές τροφοδοτείται σε έναν εξωθητή που θερμαίνει το υλικό και το πιέζει μέσα από μια μήτρα. Η διαδικασία παράγει τις επιθυμητές διαμορφώσεις για να τοποθετηθούν στο καλούπι σε μήκη κορδονιού. Η μήτρα που επιλέγεται για τη διαδικασία εξώθησης επιλέγεται σύμφωνα με τη διάμετρο του τελειωμένου δακτυλίου Ο.

Γείσο

Υπάρχουν τρεις διαδικασίες χύτευσης που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή δακτυλίων Ο, οι οποίες είναι η συμπίεση, η μεταφορά και η έγχυση.

Συμπίεση

Η χύτευση με συμπίεση χρησιμοποιείται όταν υπάρχει ανάγκη για μεγάλου όγκου μικρούς μη τυποποιημένους δακτυλίους Ο. Με τη χύτευση με συμπίεση, το εξωθημένο υλικό τοποθετείται στην κοιλότητα του καλουπιού και διατηρείται σε υψηλή θερμοκρασία υπό πίεση, η οποία το αναγκάζει να πάρει το σχήμα του καλουπιού.

ΜΕΤΑΦΟΡΑ

Η χύτευση μεταφοράς είναι η μέση λύση μεταξύ της χύτευσης με συμπίεση και χύτευσης με έγχυση. Κατά τη διαδικασία μεταφοράς, το υλικό πιέζεται μέσα στο καλούπι, ενώ το καλούπι κλείνει με αποτέλεσμα υψηλότερες ανοχές διαστάσεων και λιγότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Χρησιμοποιείται ομοιόμορφη πίεση για την πλήρη πλήρωση του καλουπιού. Το υλικό για χύτευση μπορεί να είναι συμπαγές και να τοποθετηθεί στο δοχείο μεταφοράς από το οποίο ωθείται στο προθερμασμένο καλούπι.

Ενεση

Η διαδικασία έγχυσης περιλαμβάνει προθέρμανση του υλικού, το οποίο πιέζεται υπό πίεση μέσω ενός ακροφυσίου έγχυσης. Το υλικό εισέρχεται στο κλειστό καλούπι μέσω μιας σειράς σπιράλ. Το χυτευμένο υλικό αφήνεται να κρυώσει και να σκληρύνει σύμφωνα με τη διαμόρφωση της κοιλότητας του καλουπιού.

Ωρίμανση μετά τη μούχλα

Η σκλήρυνση μετά το καλούπι ενισχύει τις φυσικές ιδιότητες και την απόδοση του χυτευμένου δακτυλίου Ο. Η μετά τη σκλήρυνση εκθέτει το O-ring σε υψηλές και αυξημένες θερμοκρασίες ως μέσο βελτίωσης των χαρακτηριστικών του. Βοηθά στη διαδικασία διασύνδεσης και βελτιώνει την αντοχή σε εφελκυσμό, την ευκαμψία και τη θερμοκρασία θερμικής παραμόρφωσης πάνω από αυτή που θα συνέβαινε εάν σκληρυνόταν σε θερμοκρασία δωματίου.

Συναρμολογημένες και βουλκανισμένες εξωθήσεις

Μια άλλη διαδικασία που χρησιμοποιείται για την κατασκευή εξωθημένου κορδονιού είναι ο βουλκανισμός με μάτισμα που δεν χρησιμοποιεί καλούπι για τη δημιουργία δακτυλίων Ο. Οι ματισμένοι βουλκανισμένοι δακτύλιοι Ο κατασκευάζονται από εξωθημένο κορδόνι που κόβεται και συγκολλάται. Χρησιμοποιούνται για εφαρμογές στατικής σφράγισης, γρήγορες παραγωγές ή όταν χρειάζονται μόνο λίγοι δακτύλιοι Ο. Είναι κατασκευασμένα από μεγάλη ποικιλία ελαστομερών και διατίθενται σε οποιοδήποτε μέγεθος.

Για να σχηματιστεί ένας ματισμένος και βουλκανισμένος δακτύλιος Ο, το εξωθημένο κορδόνι κόβεται στο κατάλληλο μήκος μετά το οποίο τα κομμένα άκρα ενώνονται χρησιμοποιώντας ένα συνδετικό παράγοντα. Τα συνδεδεμένα και ενωμένα άκρα τοποθετούνται σε καλούπι υψηλής θερμοκρασίας για να σχηματιστεί ένας μοριακός δεσμός στην άρθρωση.

Οι ματισμένοι και βουλκανισμένοι δακτύλιοι Ο προορίζονται μόνο για στατική χρήση και δεν πρέπει να έρχονται σε επαφή με κινούμενα μέρη. Δεν συνιστώνται για δυναμικές εφαρμογές. Οι ματισμένοι και βουλκανισμένοι δακτύλιοι Ο παράγονται σε μικρές ποσότητες και είναι ιδανικοί για σύντομες σειρές παραγωγής.

Φινίρισμα

Αφού καλουπωθούν οι δακτύλιοι Ο, θα έχουν περίσσεια υλικού γύρω από τις πλευρές όπου συναντώνται τα καλούπια. Αυτό το υλικό, γνωστό ως φλας, πρέπει να αφαιρεθεί για να έχει το σωστό σχήμα και μέγεθος ο δακτύλιος Ο. Το φλας μπορεί να αφαιρεθεί χρησιμοποιώντας τρεις διαδικασίες για να δώσει στο O-ring το τέλειο στρογγυλό σχήμα.

Τύμπανο – Οι δακτύλιοι Ο τοποθετούνται σε ένα ταχέως περιστρεφόμενο τύμπανο που περιέχει πέτρες. Καθώς το τύμπανο γυρίζει, το περίσσιο υλικό αφαιρείται με τρίψιμο στις πέτρες.

Buffing – Για μεγαλύτερους δακτυλίους O που δεν μπορούν να τοποθετηθούν σε τύμπανο, το φλας αφαιρείται από τη λειαντική δράση ενός buffer.

Cryogenic – Το κρυογενικό ξεφλούδισμα είναι μια ελεγχόμενη από υπολογιστή διαδικασία που χρησιμοποιεί αέριο άζωτο για να παγώσει τους δακτυλίους O προκαλώντας το πάγωμα του φλας και αργότερα την αφαίρεση με άμμο. Είναι μια ασφαλής διαδικασία καθαρισμού που αφαιρεί την εξωτερική διάμετρο (OD) και την εσωτερική διάμετρο (ID) φλας.

Ωρίμανση

Μόλις ξεφλουδιστούν οι δακτύλιοι Ο, πρέπει να σκληρυνθούν. Το πόσο καιρό βρίσκονται οι δακτύλιοι Ο στον φούρνο ωρίμανσης εξαρτάται από τον τύπο του ελαστομερούς και μπορεί να ποικίλλει από μερικές ώρες έως μία ημέρα. Ο σκοπός αυτού του βήματος είναι να σταθεροποιήσει τους τελικούς δακτυλίους O και να απομακρύνει τυχόν μολυσματικές ουσίες από τη διαδικασία παραγωγής.