O-ring — самое распространённое уплотнение в мире
Кольцо круглого сечения (O-ring) применяется более чем в 70% всех уплотнительных задач. Его простота обманчива: неправильный выбор одного параметра способен свести к нулю весь ресурс узла.
Система обозначений
Стандартное обозначение: d2 × d1, где d2 — внутренний диаметр, d1 — диаметр сечения.
Пример: O-ring 50×3 = внутренний диаметр 50 мм, сечение 3 мм.
Стандарты размеров
| Стандарт | Регион | Размерный ряд сечений |
|---|---|---|
| ГОСТ 9833-73 | Россия/СНГ | 1,68 / 2,65 / 3,55 / 5,30 / 7,0 мм |
| ISO 3601-1 | Международный | 1,5 / 2,0 / 2,5 / 3,0 / 4,0 / 5,0 / 6,0 мм |
| AS 568 (SAE) | США | Дюймовый ряд (примерно те же сечения) |
| DIN 3771 | Германия | Метрический ряд, близок к ISO |
| JIS B 2401 | Япония | Серии P, G, V, S |
Выбор диаметра сечения (d1)
Сечение выбирается исходя из давления и типа применения:
- 1,5–2,0 мм: малые давления до 10 бар, электроника, точная механика
- 2,5–3,0 мм: стандартная гидравлика, пневматика до 40 бар
- 4,0–5,0 мм: высокое давление, тяжёлая гидравлика до 200 бар
- 6,0–7,0 мм: очень высокое давление, крупные узлы
Твёрдость: Shore A vs IRHD
| Твёрдость | Применение | Давление |
|---|---|---|
| 60 Shore A | Пневматика, низкое давление | до 25 бар |
| 70 Shore A | Стандартное применение | до 80 бар |
| 80 Shore A | Гидравлика, средние давления | до 160 бар |
| 90 Shore A | Высокое давление | до 250 бар |
Слишком мягкое кольцо под высоким давлением → экструзия в зазор. Слишком твёрдое при малом давлении → недостаточный натяг, утечка.
Натяг: оптимальные значения
O-ring должен быть сжат на 10–30% от диаметра сечения. Стандартные значения:
- Статическое уплотнение: 15–25% сжатие (обеспечивает герметичность без высокого трения)
- Динамическое уплотнение: 10–20% сжатие (меньше — меньше трения и износа)
O-ring в динамике: ограничения
O-ring — преимущественно статическое уплотнение. В динамике (возвратно-поступательное движение) допустим только при:
- Скорость штока ≤ 0,3 м/с
- Давление ≤ 50 бар (без антиэкструзионного кольца)
- Хорошая смазка поверхности
- Ra поверхности штока 0,4–0,8 мкм (не полированная и не шершавая)
Для более высоких скоростей или давлений — используйте специальные профили (U-кольцо, X-ring, T-ring).
Самые частые ошибки
- Установка скрученного кольца (spiral twist) — возникает при монтаже через шлицы, приводит к немедленной утечке
- Недостаточная смазка при монтаже — приводит к надрезу о кромку канавки
- Слишком большая или маленькая канавка — нарушает натяг
- Несовместимый материал — набухание или растворение кольца