O-hringurinn er ein einfaldasta, algengasta innsiglið fyrir margs konar truflanir og kraftmikla notkun. Hönnun o-hringa grópsins er tiltölulega einföld - með því að fylgja vel þróuðum reglum um rúmfræði grópsins fæst hagkvæm og áreiðanleg innsigli. Tilhneiging o-hringsins til að fara aftur í upprunalega lögun þegar þversniðið er þjappað saman er ein helsta ástæða þess að o-hringurinn er frábær innsigli.
Hvernig notarðu o-hring?
Einfaldlega sagt, o-hring innsigli samanstendur af teygjanlegu hringlaga þversniði í hönnuð o-hring gróp, sem gefur upphaflega þjöppun.
Krafturinn sem þarf til að þjappa saman o-hring er afleiðing af lengdarmæli og þversniðsþvermáli. O-hringteygja hefur áhrif á þjöppun innsiglisins með því að minnka þversniðið, sem dregur úr þéttingarmöguleika o-hringsins.
Við núll eða mjög lágan þrýsting veitir náttúrulega seiglu gúmmíblöndunnar innsiglið. Hægt er að bæta afköst innsigli með því að auka þvermálskreistinguna. Þessi aukning á kreistingu getur haft skaðleg áhrif í kraftmiklum innsigli með hærri þrýstingi.
Þvermálskreistingin veitir núningskraft á milli o-hringsins og grópsins sem heldur honum í uppsettri stöðu. Hannað til að afmynda sig, flæðir gúmmíblönduna upp að útpressunarbilinu og lokar það alveg gegn leka þar til þrýstingurinn sem er beitt er nægur til að sigrast á núningskraftinum og afmynda o-hringinn í litla útpressunarbilið (að því gefnu að gúmmíið hafi náð takmörk flæðis undir þrýstingi, mun frekari kraftaukning leiða til bilunar vegna klippingar eða útpressunar).
Grópurinn er hönnuð til að veita upphafskraft á innsiglið þvert á einn ás á bilinu 7-30 prósent. Þessi þrýstikraftur er venjulega hornrétt á kraftinn sem beitt er, sem veldur lausu rúmmáli í grópnum á hinum ásnum.
Hvað gerir o-hringur?
Þegar þrýstingur er beitt mun o-hringurinn færast í átt að lágþrýstingshliðinni á grópnum. Þéttiþrýstingurinn er sendur á yfirborðið sem á að innsigla, sem er í raun hærri en beitt vökvaþrýstingur um það bil sem jafngildir upphaflegum truflunarþrýstingi.
Aukning á beittum þrýstingi skapar truflunarálag á milli innsiglisins og mótsyfirborðanna. Á meðan þetta ástand er enn, mun o-hringurinn halda áfram að virka eðlilega og áreiðanlega, allt að nokkur hundruð pund af krafti, að því gefnu að o-hringurinn sem valinn er sé í réttri stærð og grópurinn sé vélaður í rétta stærð.
Með auknum þrýstingi verður aflögun hringsins ýkt, að lokum þrýstir hluta hringsins inn í útpressunarbilið. Ef útpressunarbilið er of stórt mun innsiglið bila eftir að það er alveg pressað út úr háþrýstingnum.
Þegar þrýstingurinn er losaður leiðir seiglu gúmmíblöndunnar til þess að o-hringur fer aftur í sína náttúrulegu lögun, tilbúinn fyrir svipaðar lotur.
Þessi efni, við venjulegt rekstrarhitastig, er nánast ómögulegt að þjappa saman og hafa mjög lágan teygjustuðul. Hægt er að breyta lögun þeirra (en ekki rúmmáli) og þvermálskreistingin mun valda aukningu á lengd innsiglsins þvert yfir grópinn.
Þessi aukning verður enn meiri vegna þenslu gúmmísins vegna hita frá vökvanum sem verið er að innsigla og samhæfni efna. Rópið verður að vera rétt stórt til að leyfa hámarks stækkun gúmmíblöndunnar, annars mun samsetningin mynda mjög mikið álag.
Þegar nægum krafti er beitt mun o-hringurinn færast í átt að lágþrýstingshliðinni þar til hann snertir hliðina á grópnum. Viðbótarþrýstingur eða kraftur mun afmynda o-hringinn í átt að útpressunarbilinu. O-hringurinn mun upphaflega afmyndast í "D" lögun. Þessi aflögun mun auka snertiflöt yfirborðsins 70-80 prósent af upphaflegu þversniði. Yfirborðssnertiflötur o-hrings undir háþrýstingi er um það bil tvöfalt meiri en upprunaleg rúmfræði við núllþrýsting.
Möguleikinn á útpressun innsigli er ekki takmarkaður við kraftmikla notkun.
Í kyrrstöðu ásbeitingu getur teygja á samsetningarboltum undir miklum þrýstingi opnað útpressunarbilið nógu mikið til að leyfa leka.
Innri þrýstingsmörk eru ákvörðuð af úthreinsunarbilinu og hörku o-hringsins (sum gögn eru gefin upp á myndinni hér að ofan). Í reynd er bilið venjulega tilgreint fyrir tiltekna hringastærð og notkun. Ef unnið er við lágt hitastig getur verið nauðsynlegt að minnka dýpt kirtilsins til að vega upp á móti samdrætti hringsins og veita nauðsynlega kreistingu í samdrættri stærð.
Á hinum enda hitastigskvarðans getur verið ráðlegt að auka rifadýptina örlítið til að forðast að kreista hringinn of mikið við vinnuhitastig. Þessi áhrif geta verið veruleg við mikla hitastig vegna þess að varmaþenslustuðull elastómera er hærri en málma.
Hér að neðan er upphafs aflögun á o-hring í gróp o-hring. Af því sem við getum séð virðist sem o-hringurinn sé að upplifa kerfisþrýsting.
