ओ-रिंग और एक्स-रिंग के बीच मुख्य प्रौद्योगिकियों की तुलना: संरचना, प्रदर्शन और चयन का संपूर्ण विश्लेषण

हाइड्रोलिक प्रणालियों, एयरोस्पेस उपकरणों और यहाँ तक कि घरेलू जल शोधकों में, ओ-रिंग और एक्स-रिंग सबसे आम लोचदार सीलिंग तत्व हैं। हालाँकि दोनों ही कुंडलाकार सील हैं, फिर भी संरचनात्मक यांत्रिकी, कार्यशील परिस्थितियों की अनुकूलता और विफलता के तरीकों में महत्वपूर्ण अंतर हैं। यह लेख आठ मुख्य मापदंडों की तुलना करके इंजीनियरिंग डिज़ाइन के लिए एक सटीक चयन मार्गदर्शिका प्रदान करता है।

1. संरचनात्मक विशेषताओं और सीलिंग तंत्र में अंतर

विशेषताएं ओ-रिंग एक्स-रिंग (स्टार रिंग)

अनुप्रस्थ काट आकार मानक गोलाकार चार-होंठ सममित X-आकार

सीलिंग सिद्धांत रेडियल संपीड़न संपर्क तनाव उत्पन्न करता है बहु-लाइन संपर्क + दबाव स्व-कसने वाली डबल सील

विशिष्ट आकार आंतरिक व्यास Φ3~500 मिमी, तार व्यास 1~10 मिमी आंतरिक व्यास Φ10~300 मिमी, तार व्यास 2~15 मिमी

मुख्य अंतर:

ओ-रिंग: एकल-बिंदु संपीड़न विरूपण, सील बनाने के लिए हस्तक्षेप (आमतौर पर 15% ~ 30%) पर निर्भर करता है;

एक्स-रिंग: चार सीलिंग होंठ दबाव में स्वतंत्र रूप से विकृत होकर एक अनावश्यक सीलिंग इंटरफ़ेस बनाते हैं।

2. गतिशील प्रदर्शन तुलना (उदाहरण के तौर पर एनबीआर सामग्री लेना)
पैरामीटर ओ-रिंग एक्स-रिंग
घर्षण प्रतिरोध 0.15~0.3 (शुष्क घर्षण गुणांक) 0.08~0.15 (40%~50% तक कम)
मरोड़-रोधी क्षमता सर्पिल विफलता के लिए प्रवण (> 5° विक्षेपण) रिसाव के बिना ±15° विक्षेपण की अनुमति देता है
प्रारंभिक टॉर्क उच्च (अधिकतर संपीड़न से प्रभावित) 30%~60% तक कम (मल्टी-लिप लोड शेयरिंग प्रभाव)
गतिशील जीवन 500,000~1 मिलियन प्रत्यागामी गतियाँ 2 मिलियन~5 मिलियन प्रत्यागामी गतियाँ
इंजीनियरिंग मूल्य:

एक्स-रिंग उच्च आवृत्ति प्रत्यागामी गतियों (जैसे सिलेंडर पिस्टन रॉड सील) के लिए अधिक उपयुक्त हैं, जो ऊर्जा की खपत को कम कर सकते हैं और रखरखाव चक्र को बढ़ा सकते हैं।

3. चरम कार्य स्थितियों के लिए अनुकूलनशीलता
परिदृश्य ओ-रिंग प्रदर्शन एक्स-रिंग लाभ
उच्च दबाव (>30MPa) अंतराल में आसानी से निचोड़ा जा सकता है (रिटेनिंग रिंग की आवश्यकता होती है) चार होंठ दबाव का समर्थन और फैलाव करते हैं, और एंटी-एक्सट्रूज़न क्षमता 3 गुना बढ़ जाती है
वैक्यूम सील अपर्याप्त संपीड़न पलटाव रिसाव के लिए प्रवण है बहु-स्तरीय होंठ एक कदम सील बनाते हैं, और वैक्यूम प्रतिधारण बेहतर है
तापमान परिवर्तन संपीड़न स्थायी विरूपण (>20%) के लिए प्रवण है प्रत्येक होंठ स्वतंत्र रूप से थर्मल विस्तार के लिए क्षतिपूर्ति करता है, और विरूपण दर <10% है
कंपन वातावरण बड़े संपर्क तनाव में उतार-चढ़ाव और आसानी से ढीला होना बहु-होंठ भिगोना प्रभाव, 50% से अधिक का आयाम क्षीणन
विशिष्ट मामले:

अंतरिक्ष यान हाइड्रोलिक एक्ट्यूएटर एक्स-रिंग का उपयोग करते हैं, जो -65 ℃ ~ 150 ℃ और 20G कंपन के तापमान अंतर का सामना कर सकते हैं;

गहरे समुद्र के वाल्व 100MPa हाइड्रोस्टेटिक दबाव से निपटने के लिए O-रिंग + PTFE रिटेनिंग रिंग संयोजन का उपयोग करते हैं।

4. सामग्री चयन और आर्थिक विश्लेषण
सामग्री ओ-रिंग अनुकूलनशीलता एक्स-रिंग अनुकूलनशीलता
फ्लोरोरबर (FKM) तापमान प्रतिरोध -20℃~200℃, लागत ￥5~15/टुकड़ा उच्च रिबाउंड दर की आवश्यकता, लागत ￥20~50/टुकड़ा
सिलिकॉन रबर (VMQ) फटने में आसान, गतिशील सीलिंग में सावधानी से उपयोग करें चार-होंठ संरचना ताकत की भरपाई करती है, बेहतर प्रयोज्यता
पॉलीयूरेथेन (पीयू) घिसाव प्रतिरोधी लेकिन खराब हाइड्रोलिसिस प्रतिरोध उच्च कठोरता (90 शोर ए) अधिक स्थिर
लागत तुलना:

एक्स-रिंग का मोल्ड शुल्क ओ-रिंग (सटीक होंठ प्रसंस्करण) का 2 ~ 3 गुना है, लेकिन बड़े पैमाने पर उत्पादन की इकाई मूल्य अंतर को 1.5 गुना तक सीमित किया जा सकता है;

उच्च दबाव और दीर्घ-जीवन परिदृश्यों में, एक्स-रिंग की पूर्ण जीवन चक्र लागत 40%~60% कम होती है।

5. चयन निर्णय वृक्ष
ओ-रिंग को प्राथमिकता दी जाती है:

स्थैतिक सीलिंग और दबाव <15MPa;

लागत-संवेदनशील परियोजनाएं;

सीमित स्थापना स्थान (छोटा रेडियल आकार)।

एक्स-रिंग को प्राथमिकता दी जाती है:

गतिशील प्रत्यागामी आवृत्ति > 1Hz;

कार्य दबाव > 20MPa या दबाव झटका;

बहु-दिशात्मक कंपन या विक्षेपण का सामना करना होगा।

VI. स्थापना और विफलता निवारण बिंदु
लिंक ओ-रिंग्स के लिए मुख्य नियंत्रण आइटम एक्स-रिंग्स के लिए विशेष आवश्यकताएं
नाली डिजाइन चौड़ाई-से-गहराई अनुपात 1.3~1.5, खुरदरापन Ra≤0.8μm होंठ के पलटने से रोकने के लिए गाइड कोण (15°~30°) बढ़ाएँ
स्नेहक सिलिकॉन ग्रीस या फ्लोरीन ग्रीस कम चिपचिपापन ग्रीस (आईएसओ वीजी32 या उससे कम) का उपयोग किया जाना चाहिए
सामान्य विफलताएं एक्सट्रूज़न टूटना (60% से अधिक के लिए जिम्मेदार) असमान होंठ पहनना (नियमित रोटेशन स्थिति की आवश्यकता है)
नवीन प्रक्रिया:

ओ-रिंग: MoS₂ कोटिंग सतह पर छिड़की जाती है, और घर्षण गुणांक 0.05 तक कम हो जाता है;

एक्स-रिंग: लेजर उत्कीर्ण सूक्ष्म बनावट तेल भंडार, स्नेहन अवधारण समय 3 गुना बढ़ाया जाता है।

निष्कर्ष: संरचनात्मक अंतर से लेकर दृश्य अनुकूलन तक
ओ-रिंग अपनी सरलता और विश्वसनीयता के साथ पारंपरिक सीलिंग क्षेत्र में अग्रणी हैं, जबकि एक्स-रिंग बहु-होंठों के सहक्रियात्मक प्रभाव से उच्च-दाब और गतिशील दृश्यों में तकनीकी सफलताएँ प्राप्त करते हैं। भविष्य में, टोपोलॉजिकल ऑप्टिमाइज़ेशन डिज़ाइन और स्मार्ट सामग्रियों (जैसे स्व-उपचार इलास्टोमर्स) के अनुप्रयोग के साथ, दोनों के बीच प्रदर्शन की सीमा और भी धुंधली हो जाएगी, लेकिन "एकल इंटरफ़ेस संपीड़न" और "बहु-स्तरीय निरर्थक सीलिंग" के बीच मूल अवधारणागत अंतर अभी भी चयन तर्क पर हावी रहेगा। लागत और विश्वसनीयता के बीच सर्वोत्तम संतुलन खोजने के लिए इंजीनियरों को कार्यशील स्थिति स्पेक्ट्रम में दाब शिखर, गति आवृत्ति और माध्यम विशेषताओं का बारीकी से पालन करने की आवश्यकता है।