Sistema hidraulikoetan, ekipamendu aeroespazialetan eta baita etxeko ur-arazgailuetan ere, O-eraztunak eta X-eraztunak dira zigilatzeko elementu elastiko ohikoenak. Biak zigilu eraztunak diren arren, alde nabarmenak daude egitura-mekanikan, lan-baldintzen egokitzapenean eta hutsegite moduetan. Artikulu honek ingeniaritza-diseinurako hautaketa-gida zehatza eskaintzen du, 8 parametro multzo nagusi alderatuz.
1. Egitura-ezaugarrien eta zigilatzeko mekanismoen arteko desberdintasunak
Ezaugarriak O-eraztuna X-eraztuna (izar-eraztuna)
Zeharkako sekzioaren forma Zirkular estandarra Lau ezpaineko simetrikoa X formakoa
Zigilatzeko printzipioa Konpresio erradialak kontaktu-tentsioa sortzen du Lerro anitzeko kontaktua + presioa autoestutzen duen zigilu bikoitza
Ohiko tamaina Barne diametroa Φ3~500mm, alanbre diametroa 1~10mm Barne diametroa Φ10~300mm, alanbre diametroa 2~15mm
Oinarrizko desberdintasunak:
O-ring: puntu bakarreko konpresio-deformazioa, interferentziaren arabera (normalean % 15 ~ % 30) zigilua eratzeko;
X-eraztuna: lau zigilatze-ezpainak presiopean modu independentean deformatzen dira zigilatze-interfaze erredundante bat osatzeko.
2. Errendimendu dinamikoaren konparaketa (NBR materiala adibide gisa hartuta)
Parametroak O-eraztuna X-eraztuna
Marruskadura-erresistentzia 0,15~0,3 (marruskadura-koefiziente lehorra) 0,08~0,15 (% 40~% 50 murriztua)
Torsioaren aurkako gaitasuna Espiral-hausturarako joera (> 5°-ko deformazioa) ± 15°-ko deformazioa onartzen du isuririk gabe
Abiarazte-momentua Handia (konpresioak eragin handia du neurri handi batean) % 30~ % 60 murriztua (ezpain anitzeko karga partekatzeko efektua)
Bizitza dinamikoa 500.000 ~ milioi bat mugimendu errepikakorrak 2 milioi ~ 5 milioi mugimendu errepikakorrak
Ingeniaritza balioa:
X eraztunak egokiagoak dira maiztasun handiko mugimendu errepikakorretarako (zilindroen pistoien hagaxkaren zigiluetarako, adibidez), energia-kontsumoa murriztu eta mantentze-zikloak luzatu ditzaketelako.
3. Lan-baldintza muturrekoetara egokitzeko gaitasuna
O-eraztunaren errendimenduaren egoera X eraztunaren abantailak
Presio handia (>30MPa) Erraz sartzen da tartean (euskarri-eraztuna behar du) Lau ezpainek presioa eusten eta barreiatzen dute, eta estrusioaren aurkako gaitasuna 3 aldiz handitzen da
Hutseko zigilua Konpresio-errebote nahikorik ezak isuriak izateko joera du Ezpain mailakatuek zigilu mailakatua osatzen dute, eta hutseko atxikipena hobea da
Tenperatura aldaketak konpresio bidezko deformazio iraunkorra (% 20 baino gehiago) izateko joera du. Ezpain bakoitzak bere kabuz konpentsatzen du hedapen termikoa, eta deformazio-tasa % 10 baino txikiagoa da.
Bibrazio-ingurunea Kontaktu-tentsioaren gorabehera handiak eta erraz askatzen direnak Ezpain anitzeko moteltze-efektua, % 50 baino gehiagoko anplitudearen atenuazioa
Kasu tipikoak:
Espazio-ontzien aktuadore hidraulikoek X eraztunak erabiltzen dituzte, -65 ℃ ~ 150 ℃ arteko tenperatura-aldeak eta 20G-ko bibrazioa jasan ditzaketenak;
Itsaso sakoneko balbulek O-ring + PTFE eusteko eraztun konbinazioa erabiltzen dute 100MPa-ko presio hidrostatikoaren aurrean.
4. Materialen hautaketa eta analisi ekonomikoa
Materialaren O-eraztunaren egokitzapena X eraztunaren egokitzapena
Fluorokautxua (FKM) Tenperatura-erresistentzia -20 ℃~200 ℃, kostua ￥5~15/pieza Errebote-tasa handiagoa behar du, kostua ￥20~50/pieza
Silikonazko kautxua (VMQ) Erraz urratzen da, kontuz erabili zigilatze dinamikoan Lau ezpaineko egiturak indarra konpentsatzen du, aplikagarritasun hobea
Poliuretanoa (PU) Higadurarekiko erresistentea baina hidrolisiarekiko erresistentzia eskasa Gogortasun handia (90 Shore A) Egonkorragoa
Kostuen konparaketa:
X-eraztunaren molde-kostua O-eraztunarena baino 2~3 aldiz handiagoa da (ezpainen prozesamendu zehatza), baina ekoizpen masiboaren unitate-prezioaren aldea 1,5 aldiz murriztu daiteke;
Presio handiko eta bizitza luzeko eszenatokietan, X-eraztunaren bizi-ziklo osoko kostua % 40~% 60 txikiagoa da.
5. Hautaketa erabakien zuhaitza
O-ring-a hobesten da:
Zigilatze estatikoa eta presioa <15MPa;
Kostuei dagokienez sentikorrak diren proiektuak;
Instalazio espazio mugatua (tamaina erradial txikia).
X eraztunak hobesten dira:
Maiztasun erreziproko dinamikoa > 1Hz;
Laneko presioa > 20MPa edo presio-kolpea;
Bibrazio edo deformazio multidirekzionala jasan behar du.
VI. Instalazioa eta hutsegiteen prebentzio puntuak
O-eraztunetarako kontrol-elementu nagusiak X-eraztunetarako baldintza bereziak
Ildaska-diseinua Zabalera-sakonera erlazioa 1.3~1.5, zimurtasuna Ra≤0.8μm Handitu gida-angelua (15°~30°) ezpainak iraultzea saihesteko
Lubrifikatzailea Silikonazko koipea edo fluor koipea Biskositate baxuko koipea (ISO VG32 edo gutxiago) erabili behar da
Ohiko hutsegiteak Estrusio-haustura (% 60 baino gehiago) Ezpainen higadura irregularra (errotazio-posizio erregularra behar da)
Prozesu berritzailea:
O-ring: MoS₂ estaldura gainazalean ihinztatzen da, eta marruskadura koefizientea 0,05era murrizten da;
X-eraztuna: Laser bidez grabatutako mikro-ehundurako olio-erreserba, lubrifikazioaren atxikipen-denbora 3 aldiz luzatzen da.
Ondorioa: Egitura-desberdintasunetatik eszena-egokitzapenera
O-eraztunek zigilatze konbentzionalaren arloan nagusi dira sinpletasun eta fidagarritasunarekin, X-eraztunek, berriz, aurrerapen teknologikoak lortzen dituzte presio handiko eta eszena dinamikoetan, ezpain anitzen efektu sinergikoari esker. Etorkizunean, optimizazio topologikoaren diseinua eta material adimendunak (hala nola, auto-konpontzen diren elastomeroak) aplikatuta, bien arteko errendimendu-muga are lausoagoa izango da, baina "interfaze bakarreko konpresioa" eta "maila anitzeko zigilatze erredundantea" arteko oinarrizko kontzeptu-aldeak oraindik ere nagusituko da hautaketa-logikan. Ingeniariek presio-punta, mugimendu-maiztasuna eta medioaren ezaugarriak gertutik jarraitu behar dituzte lan-baldintzen espektroan, kostuaren eta fidagarritasunaren arteko oreka onena aurkitzeko.
Argitaratze data: 2025eko martxoaren 10a