Conocimiento del caucho de las juntas tóricas (I)

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Las juntas tóricas, comúnmente llamadas juntas tóricas, son un tipo de anillo de goma con una sección transversal circular. Las juntas tóricas son los sellos más utilizados en sistemas hidráulicos y neumáticos. Las juntas tóricas tienen excelentes propiedades de sellado y pueden usarse en sellado estático y dinámico. Se pueden utilizar solos y también son el componente básico de muchos dispositivos de sellado combinados. Tienen una amplia gama de aplicaciones. Siempre que el material se seleccione correctamente, puede adaptarse a los requisitos de diversos medios y diversas condiciones de movimiento.

Las juntas tóricas son un tipo de sello de extrusión. El principio operativo básico de un sello de extrusión es confiar en la deformación elástica del sello para crear presión de contacto en la superficie de contacto del sello. Si la presión de contacto es mayor que la presión interna del fluido que se sella, no se producirá ninguna fuga; de lo contrario, se producirán fugas.

Las juntas tóricas son sellos de extrusión típicos. La tasa de compresión y el estiramiento del diámetro de la sección transversal de la junta tórica son los contenidos centrales del diseño del sello y son de gran importancia para el rendimiento del sellado y la vida útil. El buen efecto de sellado de las juntas tóricas depende en gran medida de la coincidencia precisa del tamaño de la junta tórica y el tamaño de la ranura para formar una compresión y estiramiento razonables del sello.

La relación de compresión W generalmente se expresa mediante la siguiente fórmula:

W=(d0-h)/d0 × 100%.

Dónded0es el diámetro de la sección transversal de la junta tórica en estado libre (mm);

h es la distancia entre la parte inferior de la ranura de la junta tórica y la superficie sellada (profundidad de la ranura), es decir, la altura de la sección transversal de la junta tórica después de la compresión (mm).

Al seleccionar la relación de compresión de una junta tórica, se deben considerar los siguientes tres aspectos:

①.Debe haber suficiente área de contacto de sellado;

②.La fricción debe ser lo más baja posible;

③.Evite la deformación permanente tanto como sea posible.

No es difícil ver que existen contradicciones entre los factores anteriores.

Una relación de compresión grande puede lograr una presión de contacto mayor, pero una relación de compresión demasiado grande sin duda aumentará la fricción por deslizamiento y provocará una deformación permanente. Si la tasa de compresión es demasiado pequeña, es posible que una parte de la cantidad de compresión desaparezca debido al error de coaxialidad de la ranura del sello y al error de que la junta tórica no cumpla con los requisitos, lo que provocará fugas. Por lo tanto, al seleccionar la tasa de compresión de una junta tórica, es necesario considerar varios factores. En términos generales, la tasa de compresión de un sello estático es mayor que la de un sello dinámico, pero su valor extremo debe ser inferior al 25%; de lo contrario, la tensión de compresión se relajará significativamente, lo que resultará en una deformación permanente excesiva, que es especialmente grave en condiciones condiciones de alta temperatura.

La selección de la relación de compresión W de la junta tórica debe basarse en las condiciones de aplicación, ya sea un sello estático o un sello dinámico. Los sellos estáticos se pueden dividir a su vez en sellos radiales y sellos axiales. La brecha de fuga de los sellos radiales (o sellos estáticos cilíndricos) pertenece a la brecha radial, mientras que la brecha de fuga de los sellos axiales (o sellos estáticos planos) pertenece a la brecha axial. Las obturaciones axiales se dividen en dos situaciones: presión interna y presión externa, según si el medio de presión actúa sobre el diámetro interior o exterior de la junta tórica. La presión interna aumentará el alargamiento de la junta tórica, mientras que la presión externa reducirá el alargamiento inicial de la junta tórica.

Para los distintos tipos de sellos estáticos mencionados anteriormente, el medio de sellado tiene diferentes direcciones de acción sobre la junta tórica, por lo que el diseño de la precarga también es diferente. Para los sellos dinámicos, también es necesario distinguir entre un sello alternativo y un sello giratorio.

①．Cuando se utiliza el sello estático: el dispositivo de sello estático cilíndrico es el mismo que el dispositivo de sello alternativo, generalmente toma W=10%~15%; el dispositivo de sellado plano estático toma W=15%~30%.

②.Cuando se utilizan sellos dinámicos:

- Para movimiento alternativo, seleccione una tasa de compresión (W) del 10% al 15%.

- Para sellos de movimiento giratorio, considere el efecto de calor Joule y utilice una junta tórica con un diámetro interior un 3%-5% mayor que el diámetro del eje y una tasa de compresión del diámetro exterior (W) del 3%{{5 }}%.

- Para movimientos de baja fricción, elija una tasa de compresión del 5%-8% para reducir la resistencia a la fricción y considere la expansión del material debido al medio y la temperatura, con una tasa de expansión máxima permitida del 15%.

Si se excede este rango, significa que la selección del material es inapropiada y se deben usar juntas tóricas de otros materiales en su lugar, o se debe corregir la tasa de deformación por compresión dada.

Después de instalar la junta tórica en la ranura de sellado, generalmente sufrirá un cierto estiramiento. Al igual que la tasa de compresión, la cantidad de estiramiento tiene una gran influencia en el rendimiento del sellado y la vida útil de la junta tórica. Una gran cantidad de estiramiento no solo dificultará la instalación de la junta tórica, sino que también reducirá la tasa de compresión al cambiar el diámetro de la sección transversal d0, lo que puede causar fugas.

El estiramiento a se puede expresar mediante la siguiente fórmula: =(d+d0)/(d1+d0)

dónded es el diámetro del eje (mm) yd1es el diámetro interior de la junta tórica (mm).

El rango de la cantidad de estiramiento es 1%-5%. La tabla muestra los valores recomendados para la cantidad de estiramiento de la junta tórica. Según el tamaño del diámetro del eje, la cantidad de estiramiento de la junta tórica se puede seleccionar según la tabla.

El rango de tasa de compresión de la junta tórica y cantidad de estiramiento:

Relación entre la dureza de diversos materiales de caucho para juntas tóricas y la presión de trabajo:

Nota: La presión de trabajo del movimiento giratorio no suele exceder {{0}}.4 Mpa y la dureza se selecciona en (70±5) grados; si supera los 0,4 Mpa, se deberá diseñar un dispositivo de sellado especial.

JISB de Japón 2406-1991Juego máximo recomendado de junta tórica/mm

EE. UU. SAE J120A-1968Juego máximo recomendado de junta tórica/mm

Relación entre el diámetro de la junta tórica y la velocidad del eje

La relación entre la dureza del caucho NBR y la resistencia a la presión.

Nota: El acabado de la ranura y la rugosidad de la superficie de contacto afectarán el rendimiento y la durabilidad del sellado.

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