1. Perhitungan Kompresi O-Ring (Segel Bolak-Balik)
Definisi Parameter
- Diameter bagian bebas: d0
- Diameter dalam terpasang: di
- Diameter alur bawah atau piston/batang: D1
Rumus Besaran Kompresi
S=d0−(D1−di )/ 2
S mewakili jumlah kompresi cincin O-setelah pemasangan.
Rumus Rasio Kompresi
K = S/d0 × 100%
K menunjukkan persentase kompresi, biasanya 8–15% untuk segel dinamis dan 20–30% untuk segel statis.
Rumus Gaya Gesekan
F=μ⋅Pr
Gaya gesekan F bergantung pada koefisien gesekan μ dan tekanan deformasi cincin O Pr. Nilai μ tipikal:
Dilumasi: 0,3–0,5
Kering: 1–1.2
Rumus Tekanan Deformasi
Pr=4.8×10−7⋅w⋅ε⋅Hs⋅π⋅(d+w)
- Di mana:
- www=O-diameter penampang cincin-(mm)
- ε\\varepsilonε=rasio kompresi (desimal)
- HsH_sHs=kekerasan material (Shore A)
- ddd=diameter poros atau alur (mm)
- Rumus ini memperkirakan tekanan yang dihasilkan oleh deformasi cincin O-.
2. Contoh Segel Putar Dinamis
Parameter yang Diketahui:
| Parameter | Nilai | Keterangan | |
|---|---|---|---|
| Diameter bagian | 3mm | Cincin O-karet standar | |
| Diameter dalam | 20mm | Sedikit lebih besar dari poros | |
| Diameter poros | 19,8mm | Ukuran poros sebenarnya | |
| Rasio kompresi | 10% | Khas untuk segel dinamis | |
| Kekerasan bahan | 70 Pantai A | Karet biasa | |
| Koefisien gesekan | 0,4 (dilumasi) | Pelumasan minyak | |
3.Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kompresi dan Gesekan O-Ring
Jumlah Kompresi:
Kompresi yang lebih tinggi meningkatkan gesekan dan keausan. Seal dinamis biasanya memerlukan kompresi yang lebih rendah dibandingkan seal statis.
Kekerasan Bahan:
Bahan yang lebih keras menghasilkan tekanan deformasi dan gesekan yang lebih tinggi.
Pelumasan:
Pelumasan yang tepat mengurangi koefisien gesekan, meminimalkan keausan dan panas.
Jenis dan Kecepatan Penyegelan:
Segel bolak-balik mentolerir gesekan sedang; segel putar memerlukan gesekan minimal untuk-pengoperasian kecepatan tinggi.
4. Rekomendasi Desain
Kontrol Kompresi:
Pertahankan kompresi segel putar lebih rendah dari kompresi segel statis untuk mengurangi gesekan dan panas.
Pemilihan Bahan:
Gunakan karet-tahan aus dan-gesekan rendah atau fluoroelastomer untuk masa pakai yang lebih lama.
Pelumasan:
Pertahankan lapisan oli atau gunakan gemuk untuk mengurangi gesekan.
Verifikasi Eksperimental:
Selalu validasi perhitungan teoritis dengan pengujian prototipe untuk kinerja gesekan, panas, dan penyegelan.
5. Kesimpulan
Kompresi dan gesekan cincin-O dapat dihitung menggunakan rumus diameter penampang, diameter poros, kekerasan material, dan rasio kompresi. Gaya gesekan kemudian dapat diperkirakan dengan koefisien gesekan yang sesuai. Dalam praktik teknik, pengoptimalan desain melibatkan penyeimbangan gesekan, pembangkitan panas, dan masa pakai, dan verifikasi eksperimental sangat penting untuk memastikan kinerja penyegelan yang andal.
