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

हाइड्रोलिक सिस्टम, एयरोस्पेस उपकरण और यहां तक ​​कि घरेलू जल शोधक में, ओ-रिंग और एक्स-रिंग सबसे आम लोचदार सीलिंग तत्व हैं। हालांकि दोनों कुंडलाकार सील हैं, लेकिन संरचनात्मक यांत्रिकी, काम करने की स्थिति अनुकूलनशीलता और विफलता मोड में महत्वपूर्ण अंतर हैं। यह लेख कोर मापदंडों के 8 सेटों 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)

क्रॉस-सेक्शन आकार मानक गोलाकार चार-होंठ सममित एक्स-आकार

सीलिंग सिद्धांत रेडियल संपीड़न संपर्क तनाव पैदा करता है मल्टी-लाइन संपर्क + दबाव स्वयं-कसने वाला डबल सील

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

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 अतिरिक्त 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 की संभावना (> 5° विक्षेपण) रिसाव के बिना ±15° विक्षेपण की अनुमति देता है
प्रारंभिक टॉर्क उच्च (काफी हद तक 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 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 (> 30 एमपीए) अंतराल में निचोड़ा जाना आसान है (रिटेनिंग रिंग की आवश्यकता है) चार होंठ दबाव का समर्थन करते हैं और फैलाते 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℃ के तापमान अंतर और 20G कंपन 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 पलटाव दर की आवश्यकता है, लागत ￥ 20 ~ 50 / टुकड़ा
सिलिकॉन रबर (VMQ) फाड़ना आसान है, गतिशील सीलिंग में सावधानी के साथ उपयोग करें चार-होंठ संरचना ताकत, बेहतर प्रयोज्यता की भरपाई करती है
पॉलीयुरेथेन (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 लंबी आयु वाले परिदृश्यों में, एक्स-रिंग की पूर्ण जीवन चक्र लागत 40% ~ 60% कम 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-रिंग के लिए मुख्य नियंत्रण आइटम एक्स-रिंग के लिए विशेष आवश्यकताएं
नाली डिजाइन चौड़ाई-से-गहराई अनुपात 1.3~1.5, खुरदरापन Ra≤0.8μm होंठ फ़्लिपिंग को रोकने के लिए गाइड कोण (15 डिग्री ~ 30 डिग्री) बढ़ाएं
स्नेहक सिलिकॉन ग्रीस या फ्लोरीन ग्रीस कम चिपचिपापन ग्रीस (आईएसओ वीजी 32 या उससे कम) का उपयोग किया जाना चाहिए
सामान्य विफलताएं एक्सट्रूज़न टूटना (60% से अधिक के लिए जिम्मेदार) असमान होंठ घिसाव (नियमित रोटेशन स्थिति की आवश्यकता है)
नवीन प्रक्रिया:

ओ-रिंग: MoS₂ कोटिंग को सतह पर स्प्रे किया जाता 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 दृश्य अनुकूलन तक
ओ-रिंग सादगी और विश्वसनीयता के साथ पारंपरिक सीलिंग क्षेत्र पर हावी हैं, जबकि एक्स-रिंग कई होंठों के सहक्रियात्मक प्रभाव के साथ उच्च दबाव और गतिशील दृश्यों में तकनीकी सफलता प्राप्त करते हैं। भविष्य में, टोपोलॉजिकल ऑप्टिमाइज़ेशन डिज़ाइन और स्मार्ट सामग्रियों (जैसे सेल्फ-हीलिंग इलास्टोमर्स) के अनुप्रयोग के साथ, दोनों के बीच प्रदर्शन सीमा और भी धुंधली हो जाएगी, लेकिन "सिंगल इंटरफ़ेस कम्प्रेशन" और "मल्टी-लेवल रिडंडेंट सीलिंग" के बीच मुख्य अवधारणा अंतर अभी भी चयन तर्क पर हावी रहेगा। लागत और विश्वसनीयता के बीच सबसे अच्छा संतुलन खोजने के लिए इंजीनियरों को काम करने की स्थिति स्पेक्ट्रम में दबाव शिखर, आंदोलन आवृत्ति और मध्यम विशेषताओं का बारीकी से पालन करने की आवश्यकता है।