Уплотнительные кольца

Уплотнительные кольца применяются для герметизации соединений в статических и динамических узлах. Рабочая среда может быть жидкой или газообразной. Элементы монтируются в посадочные канавки, где деформируются и обеспечивают герметичное прилегание к сопрягаемым поверхностям. Давление до 30 МПа и температурный диапазон до +250 °C допускаются при условии правильного подбора материала и соблюдения требований по посадке.

Применение уплотнительных колец снижает утечки и повышает надёжность узлов. Эффективность зависит от точности монтажа, геометрии проточки и свойств выбранного материала. При проектировании необходимо учитывать рабочую среду, режим движения, условия смазки и ожидаемый срок службы.

Принцип работы и конструкция

Кольцо деформируется при установке в канавку, создавая предварительное контактное давление. При воздействии рабочей среды контакт усиливается. Это позволяет предотвратить утечку жидкости или газа. Эффективность герметизации определяется точностью выполнения посадочной канавки, твёрдостью материала и соблюдением монтажных условий.

Для динамических соединений важно учитывать износ, трение и условия смазки. Допускается использование ограничительных элементов, препятствующих выдавливанию резины. Установка проводится с применением совместимых смазок и инструментов, исключающих повреждение изделия.

Виды сечений

Сечение уплотнительного кольца — это форма профиля поперечного среза кольца, которая определяет его размеры и форму. Оно определяется конструктивными требованиями узла. Варианты:

КОЛЬЦА КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ

O-Rings

Самый универсальный и популярный тип уплотнений. Работают в статике и динамике.

КОЛЬЦА ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ

Square Cut Rings

Применяются в статике, особенно в гидравлических соединениях с ограниченным зазором.

КОЛЬЦА X-ОБРАЗНОГО СЕЧЕНИЯ

X-Rings | Quad-Rings®

Улучшенная герметичность и устойчивость к перекатыванию в канавке по сравнению с O-Ring.

КОЛЬЦА V-ОБРАЗНОГО СЕЧЕНИЯ

V-Rings

Используются как торцевые уплотнения. Препятствуют попаданию загрязнений в систему.

Выбор зависит от направления давления, характера нагрузки и конструкции посадочного места.

Материалы уплотнительных колец

Уплотнительные резиновые кольца классифицируются по типу полимера. Материал определяет диапазон рабочих температур, совместимость с рабочей средой и срок службы. Для подбора учитываются параметры среды, химическая агрессивность, температурные и механические воздействия.

Группы резин по ГОСТ 9833-73

Выбор группы резины должен основываться на параметрах среды, режиме нагрузки и сроке службы. В каждом конкретном случае требуется проверка совместимости материала с рабочими условиями.

Ниже представлена классификация по основным группам материалов с анкорами на соответствующие страницы:

КОЛЬЦА NBR | HNBR

NBR Rings

Самый популярный тип уплотнений. Отличная маслостойкость и доступность.

PTFE КОЛЬЦА

PTFE Rings

Фторопластовые кольца для химических и температурных нагрузок.

EPDM КОЛЬЦА

EPDM Rings

Подходят для воды, пара, тормозной жидкости. Устойчивы к озону и старению.

КОЛЬЦА FFKM

FFKM Rings

Премиум-материал с высокой химической и термостойкостью. До +327°C.

КОЛЬЦА FKM, FPM, VITON

FKM, FPM, Viton Rings

Для агрессивных сред и температур до 205°C. Один из лучших материалов в уплотнениях.

PEEK УПЛОТНЕНИЯ

PEEK Seals

Инженерный термопластик с высокой механической прочностью и температурной стойкостью.

КОЛЬЦА СИЛИКОНОВЫЕ

Silicone O-Rings

Работают в температурном диапазоне -60°C до +230°C. Подходят для пищевой и медтехники.

КОЛЬЦА CR

CR Rings

Устойчивы к озону, УФ и погоде. Подходят для использования под открытым небом.

КОЛЬЦА AFLAS FEPM TFE/P

Aflas Rings

Для нефти, пара, кислот, аминов. Используются в бурении и энергетике.

ПОЛИУРЕТАНОВЫЕ КОЛЬЦА

Polyurethane Rings PU TPU HPU

Максимальная износостойкость, устойчивость к выдавливанию. Отличный выбор для гидроцилиндров.

КАПСУЛИРОВАННЫЕ КОЛЬЦА

Encapsulated Rings

Состоит из FEP/PFA оболочки и эластомерного сердечника. Для агрессивных сред.

ПОЛИАКРИЛАТНЫЕ КОЛЬЦА АСМ

ACM/AEM Rings

Стойкие к окислению. Часто применяются в АКПП, моторных уплотнениях.

Размеры уплотнительных колец

Размер уплотнительного кольца определяется по трём основным параметрам:

• внутренний диаметр (ID) — диаметр отверстия внутри кольца;
• наружный диаметр (OD) — полный диаметр изделия в свободном состоянии;
• сечение (CS) — толщина кольца в поперечном сечении.

Эти параметры задают геометрию, определяют соответствие конкретной канавке. В расчётах учитываются номиналы, допуски по ISO. Для точного подбора используется сочетание ID, CS, а OD вычисляется автоматически (OD = ID + 2×CS).

Для унификации размеров применяются международные и отраслевые стандарты. Основными нормативами являются:

• ISO 3601 — устанавливает допуски и номинальные ряды размеров;
• DIN 3771 — используется для оборудования европейского производства;
• ГОСТ 9833-73 — актуален для российской и постсоветской промышленности.

Стандарты содержат таблицы с размерами, допусками, условиями применения. Разные системы несовместимы. При подборе учитывают используемый стандарт.

Диаметры — от 1 мм до более 1000 мм. Для точных сопряжений изготавливают кольца по чертежам с заданной геометрией. Подбор ведётся по рабочей документации и характеристикам посадки.

Применение в промышленности

Уплотнительные кольца применяются в гидросистемах, пневматике, насосах, компрессорах, клапанах, арматуре, теплообменниках и трубопроводных соединениях. Используются в машиностроении, химической, пищевой, энергетической, медицинской и транспортной промышленности.

Установка выполняется в статические либо подвижные соединения. Подбор зависит от нагрузки, вибраций, конструкции.

Критерии выбора и рекомендации

Выбор уплотнительного кольца должен основываться на следующих параметрах:

• тип рабочей среды (вода, масло, пар, газы, щелочи);
• температурный диапазон (от –60 °C до +250 °C);
• давление (до 30 МПа);
• режим работы (статический / динамический);
• форма и размеры канавки;
• твердость и устойчивость материала к износу.

В подвижных соединениях используют эластичные и износостойкие материалы. При контакте с агрессивными средами применяют кольца из PTFE, FKM или FFKM. Монтаж выполняют с совместимой смазкой и без деформации изделия.

Монтаж

Во время этого процесса необходимо соблюдать меры предосторожности. Повреждение уплотнителя увеличивает затраты. Чтобы этого избежать, соблюдают базовые правила монтажа.

• Использовать монтажные масла, смазки (обязательно учитывать сопротивление эластомера). Смазка уменьшает трение между уплотнительным кольцом и сопрягаемыми поверхностями, так что оно может легко войти в канавку. Обычно достаточно тонкого слоя минерального масла, консистентной смазки, силиконового масла или рабочей жидкости.
• Учитывать этап сборки в 15-20° (установочные фаски) (см. рисунок)
• Также, не должно быть стыков с острыми кромками, остатков обработки, резьбы или отверстий в месте крепления уплотнителя.
• В монтажной канавке не должно быть грязи или мусора.

УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ КОЛЬЦА

Sealing Rings