シーリングリングは機械設計において不可欠な部品です。主に流体やガスの漏れを防ぎ、機器のシール性能を確保するために使用されます。シールリングの適切なサイズを選定し、適切なサイズを判断することは、シール効果を確保する上で非常に重要です。本稿では、シールリングの適切なサイズの判断方法を、サイズ基準、影響要因、具体的な手順を含めて詳細に紹介し、エンジニアや技術者が実際のアプリケーションで適切な選択を行うための支援を提供します。
1. シーリングリングのサイズ規格
シーリングリングの設計と選定は、特定の国際規格または国内規格に準拠する必要があります。一般的な規格には、ISO（国際標準化機構）、DIN（ドイツ工業規格）、AS568（米国規格）などがあります。これらの規格では、シーリングリングのサイズ、材質、性能要件が詳細に規定されています。
ISO 3601: 油圧システムで一般的に使用される O リングのサイズと許容誤差を規定します。
DIN 3771: さまざまなシールのサイズと許容差の要件に適用されます。
AS568: 航空業界の O リングに適用される米国規格。
2. 影響要因
シーリングリングの適合サイズを正しく判断するには、動作温度、動作圧力、媒体の特性、動作モード、表面粗さなど、多くの要素を考慮する必要があります。
動作温度：シール材の種類によって、温度に対する許容範囲が異なります。動作温度範囲を超えたり下回ったりすると、シール性能が大幅に低下します。
動作圧力: 高圧下では、シール効果を確保するために、より高い圧縮率と硬度が必要です。
媒体の特性: 媒体によってシーリング材に対する化学的腐食性が異なるため、耐腐食性に優れた材料を選択する必要があります。
動作モード：静的シールと動的シールでは、シールに対する要件が異なります。動的シールでは滑り摩擦が発生するため、摩擦係数と耐摩耗性を考慮する必要があります。
表面粗さ：シールと合わせ面の表面粗さはシール効果に大きな影響を与えるため、合わせ面の表面粗さが要件を満たしていることを確認する必要があります。
3. 具体的な手順
シールの適合サイズを判断するときは、次の手順に従います。
アプリケーション要件を明確にする: まず、温度、圧力、媒体、動作モードなど、機器の動作環境を明確にします。
材質の選択：媒体と温度に応じて適切なシール材を選択してください。一般的なシール材には、NBR（ニトリルゴム）、EPDM（エチレンプロピレンジエンモノマーゴム）、フッ素ゴムなどがあります。
参照規格: シール リングの基本サイズと許容差を決定するには、関連規格 (ISO、DIN、AS568 など) を参照してください。
嵌合サイズを計算します。
内径 (ID): 適切な圧縮を確保するために、シール リングの内径は、合わせ面の直径よりもわずかに小さくする必要があります。
外径 (OD): シールリングの外径は、良好なシール効果を確保するために、合わせ面の直径よりもわずかに大きくする必要があります。
断面サイズ（CS）：使用圧力と温度に応じて適切な断面サイズを選択します。
シール効果の確認: シールリングを取り付けた後、リーク テストを実行して、シール性能が要件を満たしていることを確認します。
調整と最適化: テスト結果に応じて、理想的な効果が得られるまで、必要に応じてシールリングのサイズや材質を調整します。
4. 分析例
作動圧力が 10MPa、温度が 80°C、媒体が作動油である油圧シリンダー用の O リングを選択する必要があるとします。
明確なアプリケーション要件: 高圧、中温、油圧オイル環境。
材質を選択：NBR（ニトリルゴム）を選択します。
参照規格: ISO 3601 を参照して適切なサイズと許容差を選択します。
一致するサイズを計算します。
内径 (ID): マッチング面の直径が 50 mm であると仮定すると、内径 49.5 mm のシーリング リングを選択します。
外径 (OD): マッチング面の直径が 60 mm であると仮定すると、外径が 60.5 mm のシーリング リングを選択します。
断面サイズ（CS）：使用圧力10MPaに応じて、断面サイズ10mmを選択します。
シール効果の確認: シールリングを取り付けた後、漏れテストを実行してシール効果が良好であることを確認します。
調整と最適化: テスト結果が理想的でない場合は、理想的な効果が得られるまでシーリング リングのサイズを調整するか、他の材料を選択します。
5. 結論
シーリングリングの適合サイズを正しく判断することは、設備のシール性能を確保する鍵となります。アプリケーション要件を明確にし、適切な材料を選択し、規格を参照し、適合サイズを計算し、シール効果を検証し、調整と最適化を行うことで、シーリングリングの使用効果を効果的に向上させ、設備の耐用年数を延ばすことができます。
投稿日時: 2025年2月6日