O que é um O-Ring?
Um O-ring é um toróide, ou anel em forma de anel, geralmente moldado de um elastômero, embora os O-rings também sejam feitos de PTFE, VITON e outros materiais termoplásticos, bem como metais, ocos e sólidos.
O-rings são usados principalmente para vedação.
Um O-ring, também conhecido como uma embalagem, ou uma junta tórica, é uma junta mecânica na forma de um toro; é um laço de elastômero com seção transversal redonda, projetado para ser colocado em uma ranhura e comprimido durante a montagem entre duas ou mais peças, criando uma vedação na interface.
O O-ring pode ser usado em aplicações estáticas ou em aplicações dinâmicas onde há movimento relativo entre as partes e o O-ring. Exemplos dinâmicos incluem eixos de bombas rotativas e pistões de cilindros hidráulicos.
Os anéis de vedação são um dos vedantes mais comuns usados no projeto de máquinas porque são baratos, fáceis de fabricar, são confiáveis e possuem requisitos de montagem simples. Eles podem selar dezenas de Megapascals (milhares de psi) de pressão.
O que é um anel de vedação?
Um anel de vedação é usado para evitar a perda de um fluido ou gás. O conjunto de vedação consiste em um anel de vedação de elastômero e uma sobreposta. Um O-ring é um anel de seção transversal circular moldado de borracha (Figura 1-1). A glândula - geralmente cortada em metal ou outro material rígido - contém e suporta o O-ring (Figuras 1-2 e 1-3). A combinação desses dois elementos; O-ring e glândula - constituem o conjunto clássico de vedação O-ring.
"O ring´s como instalar"(imagem)
Vantagens dos anéis-O
Eles vedam uma ampla faixa de pressão, temperatura e tolerância.
Facilidade de serviço, sem manchas ou reaperto.
Não há torque crítico no aperto, portanto, é improvável que cause danos estruturais.
O-rings normalmente requerem muito pouco espaço e são leves em peso.
Em muitos casos, um O-ring pode ser reutilizado, uma vantagem sobre a flange não elástica nos selos e nas juntas do tipo esmagamento.
A duração da vida na aplicação correta corresponde ao período de envelhecimento normal do material do anel de vedação.
A falha do anel de vedação é normalmente gradual e facilmente identificada.
Onde diferentes quantidades de compressão afetam a função de vedação (como acontece com fl nas gaxetas), um O-ring não é afetado porque o contato metal com metal é geralmente permitido.
Eles são econômicos.
Operação:
Todas as vedações robustas são caracterizadas pela ausência de qualquer caminho pelo qual fluidos ou gases possam escapar. Diferenças de detalhe existem na maneira pela qual a folga zero é obtida
- soldagem, brasagem, solda, aterramento ou acabamento lapidado
- ou a produção de um material mais macio total ou parcialmente confinado entre dois membros mais duros e mais duros do conjunto. O anel de vedação cai nesta última classe.
Facilidade de serviço, sem manchas ou reapertos. lmente um fluido viscoso incompressível, com uma tensão superficial muito alta. Seja por pressão mecânica da estrutura circundante ou por pressão transmitida através do fluido hidráulico, este fluido extremamente viscoso é forçado a fluir dentro da glândula para produzir “folga zero” ou bloquear o fluxo do fluido menos viscoso a ser vedado. A borracha absorve o empilhamento de tolerâncias da unidade e sua memória interna mantém a condição selada.
A Figura 1-4 ilustra o O-ring como instalado, antes da aplicação da pressão. Note que o O-ring é mecanicamente espremido para fora do círculo entre os membros externo e interno para fechar a passagem do fluido. O material de vedação sob pressão mecânica é expulso nas ranhuras microfinos da bucim.
A Figura 1-5 ilustra a aplicação da pressão do fluido no O-ring. Observe que o anel de vedação foi forçado a fluir até a abertura estreita entre as superfícies de contato e, ao fazê-lo, ganhou maior área e força de contato de vedação.
A Figura 1-6 mostra o anel em O em seu limite de pressão, com uma pequena porção do material de vedação entrando no espaço estreito entre os membros interno e externo da sobreposta.
A Figura 1-7 ilustra o resultado do aumento da pressão e da falha resultante da extrusão. A tensão superficial do elastômero não é mais suficiente para resistir ao fluxo e o material é expelido (escoamento) para a passagem aberta ou folga de folga.
Um utilizador muito precoce e historicamente proeminente dos O-rings (1) cita uma série de características das juntas O-ring que ainda são de interesse para os designers de vedantes. Extratos das características mais gerais são listados como segue:
A. Os selos podem ser perfeitamente à prova de vazamentos para casos de pistões e cilindros estáticos para pressões fluidas de até 5.000 psi. (Limite de pressão de teste). A pressão pode ser constante ou variável.
B. As vedações podem ser feitas para selar satisfatoriamente entre pistões e cilindros alternativos a qualquer pressão fluida até 5000 psi. Pode haver vazamentos ligeiros (algumas gotas por cem golpes) dependendo da capacidade de formação do meio hidráulico. O-rings podem ser usados entre membros giratórios com resultados similares, mas em todos os casos a velocidade de fricção da superfície deve ser mantida baixa.
C. Um único O-ring irá vedar com pressão aplicada alternadamente de um lado e depois do outro, mas em casos de carga ou uso severo sob condições necessariamente desfavoráveis, a vida útil do selo pode ser prolongada projetando o mecanismo para que cada selo seja submetido para pressionar apenas em uma direção. As vedações podem ser dispostas em série como uma medida de segurança, mas a primeira vedação exposta à pressão assumirá a carga total.
D. As vedações do anel em O devem ser comprimidas radialmente entre a parte inferior da ranhura da vedação e a parede do cilindro para obter uma ação de vedação adequada. Essa compressão pode fazer com que o selo role ligeiramente em sua ranhura sob certas condições de movimento do pistão, mas a ação de rolagem não é necessária para a operação normal das vedações.
E. Em vedações de anel em “O” estáticas ou dinâmicas sob alta pressão, a principal causa da falha da vedação é a extrusão do material da vedação na folga entre o pistão e o cilindro. Os principais fatores que afetam a extrusão são a pressão do fluido, a dureza e a resistência do selo e a folga do pistão-cilindro.
F. As vedações dinâmicas podem falhar por abrasão contra as paredes do cilindro ou do pistão. Portanto, as superfícies de contato devem ser polidas para uma vida longa da vedação. Selos móveis que passam por portas ou irregularidades de superfície, enquanto sob pressão hidráulica, são cortados ou desgastados rapidamente até a falha.
G. A forma da ranhura da vedação não é importante, desde que resulte em uma compressão adequada da vedação entre a parte inferior da ranhura e a parede do cilindro, e forneça espaço para que o material comprimido flua para que a vedação não fique solidamente confinada entre superfícies de metal.
J. Os efeitos das mudanças de temperatura de + 18 ° C a + 121 ° C (-65 ° F a + 250 ° F) no desempenho dos anéis de vedação dependem do material de vedação utilizado. A borracha sintética pode ser fabricada para uso contínuo a temperaturas altas ou baixas, ou para exposições curtas ocasionais a grandes variações de temperatura. Em temperaturas extremamente baixas, as vedações podem se tornar frágeis, mas retomarão sua flexibilidade normal sem danos quando aquecidas. A exposição prolongada ao calor excessivo causa endurecimento permanente e, geralmente, destrói a utilidade do selo. O coeficiente de expansão térmica da borracha sintética é geralmente baixo o suficiente para que as mudanças de temperatura não apresentem dificuldades de projeto. (Nota: Isso pode não ser verdade para todos os compostos de elastômero).
K. A interação química entre a vedação e o meio hidráulico pode influenciar a vida útil da vedação de maneira favorável ou desfavorável, dependendo da combinação do material da vedação e do fluido. O endurecimento excessivo, o amolecimento, o inchaço e o encolhimento devem ser evitados.
L. As vedações de anel em O são extremamente confiáveis devido à sua simplicidade e robustez. As vedações estáticas vedam a alta pressão, apesar das superfícies de vedação levemente irregulares e dos cortes ou lascas nas vedações. Mesmo quando quebrados ou desgastados excessivamente, os selos podem oferecer alguma medida de restrição de fluxo para operação de emergência e a falha de aproximação se torna evidente através de vazamentos graduais.
M. O custo das vedações do anel em O e o gasto de usinagem necessário para incorporá-los nos projetos do mecanismo hidráulico são pelo menos tão baixos quanto para qualquer outro tipo confiável de vedação. Os anéis de vedação podem ser esticados em diâmetros grandes para instalação e não são necessárias ferramentas de montagem especiais.
N. As câmaras irregulares podem ser seladas, tanto como instalações fixas como peças móveis.
Limitações do Uso de O-Ring
limitações do uso de O-ring são dadas como:
“Embora tenha sido afirmado que os O-rings oferecem uma abordagem razoável para o selo hidráulico ideal, eles não devem ser considerados a solução imediata para todos os problemas de vedação. Foi apresentado na discussão anterior que existem certas limitações definidas na sua utilização, isto é, alta temperatura, altas velocidades de fricção, portas de cilindro sobre as quais as vedações devem passar e grandes folgas de eixo. Desconsiderar essas limitações resultará em um desempenho ruim da vedação. Anéis de pistão, vedações de tipo de lábio, conexões flexíveis, vedações de flanges e acessórios de tubulação têm seus locais especiais no projeto hidráulico, mas onde as especificações do projeto permitem o uso adequado de vedações com anéis de vedação, elas proporcionarão um serviço longo e confiável.
Embora nenhuma reivindicação seja feita de que um O-ring funcionará melhor em todas as condições, o O-ring merece consideração pela maioria das aplicações de selo, exceto:
A. Velocidades rotativas superiores a 1500 pés por minuto de velocidade de contato.
B. Um ambiente completamente incompatível com qualquer material elastomérico.
C. Estrutura insuficiente para suportar qualquer coisa, exceto uma junta plana.
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