O- リング（O- リングと呼ばれる）は、円形の断面を持つゴム製のリングです。-。 O- リングは、油圧および空圧システムで最も広く使用されているシールです。
O-リングは優れたシール特性を持ち、静的シールに使用でき、往復シールにも使用できます。単独で使用できるだけでなく、多くの組み合わせシーリング装置の基本コンポーネントとしても使用できます。幅広い応用範囲があります。材料を適切に選択すると、さまざまな動作条件の要件を満たすことができ、使用圧力は1.333×10^5Paの真空から400MPaの高圧まで対応できます。温度範囲は-60度から200度です。
他のシールタイプと比較して、O- リングには次のような特徴があります。
1) 構造サイズが小さく、取り付け、分解が簡単です。
2）静的シールと動的シールが使用でき、静的シールとして使用した場合は漏れがほとんどありません。
3) 単一の O- リングの使用により、双方向のシール効果が得られます。-
4) 動摩擦抵抗が小さい。
5) 低価格。
O- リングは押し出しシールです。押出シールの基本的な動作原理は、シールの弾性変形に依存し、シール接触面に接触圧力を引き起こすことです。接触圧力は封入媒体の内圧よりも大きく、漏れはありません。またその逆も同様です。静的シールに使用する場合と動的シールに使用する場合では、シール接触面の接触圧の原因や計算方法が異なるため、別途説明する必要があります。
1. 静的シールのシール原理
O- リングは静的シールに最も広く使用されています。正しく設計され使用されていれば、O- リングは静的シールで漏れのない絶対的なシールを実現できます。
O- リングはシール溝に装着された後、その部分に接触圧縮応力がかかり、弾性変形が生じます。
接触面には一定の初期接触圧Poが発生します。中圧が存在しない場合や極微圧の場合でも、O-リング自体の弾性力によりシールが可能です。キャビティ内に加圧媒体が充填されると、媒体圧力の作用によりO-形のシールリングが転位して低圧側に移動し、弾性変形がさらに増大し、充填・シール隙間δが増大します。このとき、シールペアの結合面の接触圧力は Pm まで上昇します。
午後=ポ+PP
式中、Pp--Oリングを介して接触面に伝わる接触圧力(0.1MPa)
PP=K*P
K - 圧力伝達係数、ゴム O- リングの場合、K=1;
P -- 封入液体の圧力(0.1MPa)。
Thus, greatly increases the sealing effect. Since generally K≥1, Pm>P. O-リング内に初期圧力がある限り、漏れのない完全なシールが達成できることがわかります。これは、媒体自体の圧力に応じて O- リングの接触状態を変化させ、セルフシールと呼ばれるシールの性質を実現します。-
理論上は圧縮変形がゼロでも油圧でシールできますが、実際にはOリングの装着時に偏心してしまう場合があります。{0}したがって、O- リングがシール溝に装着された後、その断面は通常 7%-30% の圧縮変形を受けます。-静的シールはより大きな圧縮率値をとり、動的シールはより小さな圧縮率値をとります。これは、合成ゴムが低温で圧縮されるため、静的シール O リングの予圧縮量を考慮して低温収縮を補償する必要があるためです。{9}}
2. 往復運動シールのシール原理
油圧回転、空気圧コンポーネントおよびシステムでは、往復シールは最も一般的なシール要件の 1 つです。往復シールは、パワーシリンダのピストンとシリンダブロック、ピストン介入シリンダヘッド、およびあらゆるタイプのスライドバルブに使用されます。隙間は円筒状のロッドと円筒状の穴によって形成され、ロッドは円筒状の穴内で軸方向に移動する。シール作用により、流体の軸方向の漏れが制限されます。
往復運動シールとして使用した場合、O- リングのプレシール効果とセルフ-効果は静的シールの効果と同じであり、O- リング自体の弾性により、摩耗後に自動的に補償されます。ただし、液体媒体をシールする場合は、ロッドの移動速度、液圧、粘度などの影響により、静的シールよりも状況が複雑になります。
液体に圧力がかかると液体分子が金属表面と相互作用し、油に含まれる極性分子が金属表面に緻密に整列して滑り面とシールの間に強固な境界層油膜を形成し、滑り面との密着力が高くなります。シールと往復運動面の間には常に液膜が存在します。また、一定のシールの役割も果たしており、可動シール面の潤滑は非常に重要です。
でも漏れはダメですよ。しかし、往復動軸を引き抜くと、軸上の液膜も一緒に引き抜かれてしまいます。シールのワイピング作用により、往復動軸が後退する際、液膜はシール要素によって遮断され、外側に留まります。往復ストロークの回数が増えると、より多くの液体が外部に遮断され、最終的には往復シール装置の漏れである油滴の形成が発生します。作動油は温度の上昇とともに粘度が低下し、それに伴って油膜の厚さが薄くなるため、油圧機器の低温起動時には動作初期の漏れが大きくなり、温度が上昇すると動作中のさまざまな損失により漏れが徐々に減少する傾向があります。往復シールとしての O- リング、コンパクトな構造、小型サイズにより、部品の価格を削減できます。
主に次の用途で使用されます。
1) 低圧油圧コンポーネントでは、一般にショートストロークおよび約 10MPa の中圧に制限されます。
2) 小径、ショートストローク、中圧油圧スライドバルブです。-
3) 空気圧スライドバルブと空気圧シリンダ。
4) 複合往復動シール装置のエラストマーとして。
往復シールとしての O- リングは、小径、短ストローク、中低圧用途、空気圧シリンダ、空気圧スライド バルブ、その他の往復動部品に最適です。油圧機器ではO-リングが主な動的シールとして使用されますが、一般にショートストロークおよび10MPa程度の中低圧に限定されます。
O- リングは、極低速往復シールや高圧往復シールとして単独で使用するのには適しません。{{1}これは主に、この条件下での摩擦が大きく、シールの早期破損につながるためです。どのような用途においても、満足のいく性能を得るには、定格データやシール容量に従って使用し、正しく組み立てる必要があります。
3. 回転運動用シール
回転運動シールには通常オイルが使用されます
シールとメカニカルシール。しかし、オイルシールは圧力が低く、O-リングに比べて大きすぎて複雑であり、加工も悪い。メカニカルシールは高圧（40MPa）、高速（50m/s）、高温（400度）に使用できますが、構造が複雑・巨大でコストが高く、石油・化学工業など一部の重機・装置にしか適していません。
回転運動用の O リングの主な問題は、ジュール熱効果です。高速回転軸とO-リングの接触部ではジュール熱効果により摩擦熱が発生し、その発熱により接触部分の温度が連続的に上昇し、熱によりゴム材料が大きく変形し、圧縮・伸びが変化します。また、加熱によりシール材の劣化が促進され、O- リングの耐用年数が短くなります。シール油膜を損傷し、オイルカット現象を引き起こし、シールの摩耗を促進します。{6}}
上記の状況を踏まえ、近年 O リングについて広く深く研究が進められています。{0}ジュール熱効果を回避するには、ゴムの性能に応じて設計 O- リングの構造パラメータ、主に O- リングの引張強度と圧縮率を正しく選択することが重要です。実験によると、O-リングの内径は回転軸の直径と同等かそれより若干大きく、一般的には3%～5%になるように設計されています。 O-リングは装着時に内径方向から圧縮されますが、断面の圧縮も一般的に5%程度小さくなるように設計されています。また、シール材は熱の影響を受けにくいものを使用し、Oリング装着時の放熱性にも十分配慮してください。これにより、O-リングの作動状態が大幅に向上し、最高速度4m/sの回転軸のシールにも適用可能となりました。
近年では、耐熱性のフッ素ゴムや耐摩耗性のポリウレタンゴム{{0}などが登場し、ゴム成分のジュール熱効果についても理解が深まってきています。{0}そして、この問題の解決策として、新しい O- リングのシール構造が設計されました。これにより、O- リングがより適切に適用され、高速、高圧の回転運動が可能になります。-
O リングは、小型、単純な構造、低コスト、優れたプロセス性能、広い適用範囲により、回転式シール装置に広く使用されています。{0}
