I gcúinní ceilte trealaimh mheicniúil, iompraíonn fáinne rubair le trastomhas cúpla ceintiméadar cloch choirnéil séalaithe an tionscail nua-aimseartha - an fáinne-O. Ó chomhla breosla spásárthach gealaí Apollo go dtí eilimint scagaire an íonaitheora uisce tí, ón ardán druileála domhainmhara go dtí struchtúr uiscedhíonach an fhóin chliste, tá an eilimint séalaithe seo, atá simplí go leor, anois ar an réiteach séalaithe is mó a úsáidtear ar domhan lena hiontaofacht agus a geilleagar thar a bheith ard. Déanfaidh an t-alt seo anailís dhomhain ar an gcroílár teicniúil, ar éabhlóid ábhartha agus ar dhúshláin amach anseo an fáinne-O.
1. Bunús teicniúil an O-fáinne: míorúilt bheag de mheicnic leaisteacha
Is é croíphrionsabal an fáinne-O ná dífhoirmiú leaisteach an ábhair rubair a úsáid chun brú teagmhála gathach nó aiseach a chruthú sa chlais, rud a fhágann go mbaintear séalaithe statach nó dinimiciúil amach. Tagann a buntáistí feidhmíochta ó thrí airí fhisiceacha:
Saintréithe scíthe struis: laghdaíonn an strus teagmhála ard ag an tús tar éis a shuiteáil de réir a chéile go luach cobhsaí le himeacht ama, ag cothromú séalaithe agus caitheamh;
Tarchur brú sreabhach Pascal: déantar brú an chórais a tharchur tríd an rubar, ionas go ndéantar an fáinne-O a theannadh agus a shéalú faoi bhrú ard;
Dearadh ráta comhbhrúite trasghearrtha: is gnách go rialaítear an ráta comhbhrúite ag 15%-25%. Má tá an ráta róbheag, beidh sceitheadh ina chúis, agus má tá an ráta rómhór, beidh dífhoirmiú buan ina chúis.
2. Stair éabhlóid ábhar: ó rubar nádúrtha go polaiméirí grád spáis
Is damhsa idir eolaíocht ábhartha agus riachtanais thionsclaíocha é stair forbartha céad bliain d'O-rings go bunúsach:
Giniúint ábhair Ábhar tipiciúil Briseadh Airíonna Dálaí oibre foircneacha
Rubar nádúrtha den chéad ghlúin (NR) Leaisteachas den scoth 80℃/meán uisce
Rubar nítríle an dara glúin (NBR) Réabhlóid friotaíochta ola 120 ℃/ola hiodrálach
Rubar Fluair an tríú glúin (FKM) Friotaíocht ardteochta/creimeadh ceimiceach 200℃/timpeallacht aigéad láidir
Rubar Perfluoroether den cheathrú glúin (FFKM) Friotaíocht thar a bheith glan/plasma 300℃/gás greanta leathsheoltóra
Rubar nítríle hidriginithe cúigiú glúin (HNBR) friotaíocht H₂S/frith-sulfarúcháin 150 ℃/ola agus gás sulfair
Samplaí d’ábhair teorann:
Rubar silicone grád aeraspáis: seasann sé le difríochtaí teochta foircneacha de -100 ℃ ~ 300 ℃, a úsáidtear i gcórais tiomána satailíte;
Fáinne-O brataithe le PTFE: ciseal polaitéitreaflúaireitiléine ilchodach 0.1mm ar an dromchla, comhéifeacht frithchuimilte laghdaithe go 0.05, oiriúnach do shorcóirí ardluais.
3. Léarscáil mhodhanna teipe: ó mhicrea-scoilteanna go tubaistí córais
Is minic a spreagann teip fáinne-O imoibriú slabhrúil, agus seo a leanas an anailís tipiciúil ar chrainn locht (FTA):
Dífhoirmiú buan comhbhrúite
Meicníocht: Briseadh slabhra mhóilíneach rubair mar thoradh ar chailliúint athléimneachta
Cás: Teip fáinne O an tointeálaí spáis Challenger ag teocht íseal ina chúis le pléascadh
At/creimeadh ceimiceach
Meicníocht: Téann móilíní meánacha isteach sa líonra rubair chun leathnú toirte a chur faoi deara
Sonraí: Is féidir le ráta leathnaithe toirte NBR i mbithdhíosal 80% a bhaint amach
Teip easbhrúite (Easbhrúite)
Meicníocht: Brúitear rubar isteach sa bhearna oiriúnach faoi bhrú ard chun cuimilt a dhéanamh
Frithbhearta: Is féidir le fáinní coinneála poileistear a chur leis an fhriotaíocht brú a mhéadú go 70MPa
Caitheamh dinimiciúil
Meicníocht: Bíonn caitheamh scríobach dromchla mar thoradh ar ghluaiseacht fhrithpháirteach
Nuálaíocht: Is féidir le teicneolaíocht micrea-uigeacht léasair dromchla an ráta caitheamh a laghdú faoi 40%
4. Réimse catha sa todhchaí: Modhnú nana agus braiteadh cliste
Rubar nana-fheabhsaithe
NBR le feadáin nana carbóin (CNT) curtha leis, mhéadaigh neart teanntachta 200%;
Nanapháipíní dé-ocsaíd sileacain líonta le rubar fluair, mhéadaigh friotaíocht teochta go 250 ℃.
Fáinní-O cliste
Braiteoirí MEMS leabaithe: monatóireacht fhíor-ama ar strus teagmhála agus teocht;
Feidhm tásc athraithe datha: taispeáint datha uathoibríoch nuair a bhíonn meáin shonracha ann (amhail sceitheadh cuisneáin).
Réabhlóid priontála 3D
Múnlú scríbhneoireachta dírí silicone leachtach: déantúsaíocht fáinní O-rann speisialta (amhail X-chruthach agus cearnach);
Deisiú tapa ar an láthair: is féidir le printéirí 3D rubair iniompartha athghiniúint rónta in situ a bhaint amach.
V. Rialacha órga maidir le roghnú: ón teoiric go dtí an chleachtas
Maitrís comhoiriúnachta meán
Córas breosla: is fearr FKM (frithsheasmhach in aghaidh at gásailín);
Ola hiodrálach eistir fosfáite: Ní mór EPDM a úsáid (atfaidh rubar búitile go foréigneach nuair a bhuaileann sé le heistir fosfáite).
Clúdach teochta-bhrú
Séala statach: Is féidir le NBR brú suas le 40MPa a sheasamh ag 100 ℃;
Séala dinimiciúil: Moltar FKM chun an brú a theorannú go 15MPa ag 200 ℃.
Sonraíochtaí dearaidh groove
Caighdeán AS568: Caoinfhulaingt méid fáinne-O caighdeánach Meiriceánach ±0.08mm;
Groove séala dinimiciúil: garbh-dhromchla Ra≤0.4μm.
Conclúid: Séala beag, sibhialtacht mhór
Is eipic mhicreascópach den tionscal daonna é éabhlóid na bhfáinní-O. Ó shéala rópa línéadaigh an innill gaile sa 19ú haois go dtí fáinne-O FFKM an roicéid SpaceX inniu, tá an fáinne seo, a bhfuil trastomhas níos lú ná pailme na láimhe aige, i gcónaí ag lorg cothromaíocht idir brú agus leaisteachas. Amach anseo, leis an éileamh ar shéalú ultra-fholúsach i ríomhaireacht chandamach agus dúshlán na n-ábhar atá frithsheasmhach in aghaidh radaíochta i bhfeistí comhleá núicléach, leanfaidh fáinní-O de bheith ag cosaint uaillmhian an duine chun an anaithnid a iniúchadh le “eagna leaisteach”.
Am an phoist: 21 Feabhra 2025