ღრუ ო-რგოლები, მათი უნიკალური ღრუ სტრუქტურის დიზაინით, მნიშვნელოვან უპირატესობებს ავლენს დალუქვის სცენარებში, რომლებიც მოითხოვს დაბალი შეკუმშვის მუდმივ დეფორმაციას, მაღალ ელასტიურ კომპენსაციას ან დარტყმის შთანთქმას. მასალის არჩევანი პირდაპირ გავლენას ახდენს დალუქვის ხარისხზე, გამძლეობასა და ეკონომიურობაზე. ეს სტატია სისტემატურად აანალიზებს ღრუ ო-რგოლების გავრცელებულ მასალებს და გამოყენებულ სცენარებს, რათა უზრუნველყოს შერჩევის საფუძველი საინჟინრო დიზაინისთვის.
1. ღრუ O-რგოლების ძირითადი უპირატესობები
მყარ O-რგოლებთან შედარებით, ღრუ დიზაინს აქვს შემდეგი მახასიათებლები:
მაღალი ელასტიური კომპენსაცია: ღრუ სტრუქტურას შეუძლია უფრო დიდი დეფორმაციის შთანთქმა (შეკუმშვის სიჩქარემ შეიძლება 50%-ზე მეტს მიაღწიოს) და მოერგოს დინამიური გადაადგილების ან ვიბრაციის პირობებს;
დაბალი კონტაქტური დაძაბულობა: ამცირებს წნევის დანაკარგს დალუქვის ზედაპირზე და ახანგრძლივებს აღჭურვილობის სიცოცხლის ხანგრძლივობას;
მსუბუქი წონა: ამცირებს მასალის მოხმარებას, შესაფერისია წონისადმი მგრძნობიარე აერონავტიკის აღჭურვილობისთვის;
თბოიზოლაცია/ვიბრაციის იზოლაცია: ჰაერის ღრუს შეუძლია სითბოს გადაცემის ან მექანიკური ვიბრაციის დაბლოკვა.
2. გავრცელებული მასალები და მათი მახასიათებლების შედარება
1. ფტორ-რეზინი (FKM)
მახასიათებლები:
მაღალი ტემპერატურისადმი მდგრადობა (-20℃~200℃), ზეთისადმი მდგრადობა, ქიმიური კოროზიისადმი მდგრადობა (მჟავა, ნახშირწყალბადის გამხსნელები);
სიმტკიცის დიაპაზონი 65~90 Shore A, შესანიშნავი წინააღმდეგობა შეკუმშვის მიმართ მუდმივი დეფორმაციის მიმართ (150℃×70h დეფორმაციის მაჩვენებელი <15%).
შესაბამისი სცენარები:
საწვავის სისტემა, ქიმიური ტუმბოს სარქველი, მაღალი ტემპერატურის ჰიდრავლიკური ბეჭედი;
ღრუ დალუქვის საშუალებები, რომლებიც უნდა გაუძლონ ძლიერ კოროზიულ გარემოს (მაგალითად, კონცენტრირებული გოგირდმჟავას მილსადენები).
შეზღუდვები: დაბალი ტემპერატურისადმი დაბალი ელასტიურობა და მაღალი ღირებულება.
2. სილიკონის რეზინი (VMQ)
მახასიათებლები:
ულტრაფართო ტემპერატურის დიაპაზონი (-60℃~230℃), შესანიშნავი მოქნილობა;
მაღალი ბიოშეთავსებადობა (შეესაბამება FDA სტანდარტებს), არატოქსიკური და უსუნო;
შესანიშნავი ელექტროიზოლაციის მახასიათებლები (მოცულობითი წინაღობა >10¹⁵ Ω·სმ).
შესაბამისი სცენარები:
სამედიცინო აღჭურვილობა, საკვები ხარისხის სალნიკები (მაგალითად, შემავსებელი დანადგარები);
მაღალი ტემპერატურის ღუმელები, ნახევარგამტარული აღჭურვილობის იზოლაციის დალუქვები.
შეზღუდვები: დაბალი მექანიკური სიმტკიცე, ადვილად ჩხვლეტება ბასრი საგნებით.
3. ეთილენ-პროპილენ-დიენის მონომერი (EPDM)
მახასიათებლები:
შესანიშნავი ოზონისადმი მდგრადობა და ამინდისადმი მდგრადობა (გარე პირობებში სიცოცხლის ხანგრძლივობა >10 წელი);
მდგრადია წყლის ორთქლისა და პოლარული გამხსნელების მიმართ (მაგალითად, კეტონები და სპირტები);
მაღალი ღირებულება, სიმტკიცის დიაპაზონი 40~90 Shore A.
შესაბამისი სცენარები:
ავტომობილის გაგრილების სისტემა, მზის წყლის გამაცხელებლის დალუქვა;
დარტყმის შთანთქმა და ბუფერიზაცია ცხელ და ნოტიო გარემოში (მაგალითად, გემის აღჭურვილობა).
შეზღუდვები: არ არის მდგრადი ზეთისა და ნახშირწყალბადის გამხსნელების მიმართ.
4. ჰიდროგენიზებული ნიტრილის კაუჩუკი (HNBR)
მახასიათებლები:
უკეთესი ზეთისადმი მდგრადობა, ვიდრე NBR, გაუმჯობესებული ტემპერატურისადმი მდგრადობა (-40℃~150℃);
მდგრადია წყალბადის სულფიდის (H₂S) კოროზიის მიმართ, გამორჩეული ცვეთამედეგობა.
შესაბამისი სცენარები:
მაღალი წნევის ჭაბურღილის თავის აღჭურვილობა ნავთობისა და გაზის საბადოებში;
ავტომობილის ძრავის კარკასის დალუქვა.
შეზღუდვები: უფრო მაღალი ღირებულება, ვიდრე ჩვეულებრივი NBR.
5. პოლიურეთანი (PU)
მახასიათებლები:
ულტრამაღალი ცვეთისადმი მდგრადობა (ცვეთის დანაკარგი <0.03 სმ³/1.61 კმ);
მაღალი მექანიკური სიმტკიცე (დაჭიმვის სიმტკიცე >40 მპა), კარგი ზეთისადმი მდგრადობა.
შესაბამისი სცენარები:
მაღალი წნევის ჰიდრავლიკური ცილინდრის დგუშის სალნიკი (>30 მპა);
სამთო დანადგარები, საინჟინრო აღჭურვილობა ამორტიზატორების რგოლი.
შეზღუდვები: ჰიდროლიზისადმი სუსტი მდგრადობა, ადვილად დარბილდება მაღალ ტემპერატურაზე (ხანგრძლივი გამოყენების ტემპერატურა <80°C).
6. პერფტორეთერული რეზინი (FFKM)
მახასიათებლები:
ქიმიურად მდგრადი ჭერი (ძლიერი მჟავის, ძლიერი ტუტეების, პლაზმური ეფექტურობის მიმართ მდგრადი);
შესანიშნავი ტემპერატურისადმი მდგრადობა (-25°C~320°C).
შესაბამისი სცენარები:
ნახევარგამტარული გრავირების აპარატის ვაკუუმური კამერის დალუქვა;
ბირთვული რეაქტორის მაღალი რადიაციის არეალის დალუქვა.
შეზღუდვები: ძვირია (ღირებულება FKM-ის ღირებულებაზე 5-10-ჯერ მეტია).
3. სპეციალური კომპოზიტური მასალები და საფარის ტექნოლოგია
1. PTFE დაფარული რეზინის ბირთვი
სტრუქტურა: პოლიტეტრაფტორეთილენის (PTFE) გარეთა ფენა, რომელიც დაფარულია სილიკონის ან ფტორრეზერვუარის ბირთვის მასალით;
უპირატესობები: ხახუნის კოეფიციენტი 0.05-მდე, ცვეთამედეგობა და ანტიწებოვანი თვისებები;
გამოყენება: ზუსტი ინსტრუმენტის მიმმართველი რელსის დალუქვის საშუალებები, ზეთის გარეშე შეზეთვის გარემო.
2. ლითონის გამაგრებული ღრუ O-რგოლი
სტრუქტურა: უჟანგავი ფოლადის ზამბარა, ჩასმული სილიკონის ან ფტორრეზინის ღრუში;
უპირატესობები: 3-ჯერ გაზრდილი შეკუმშვის საწინააღმდეგო უნარი, მუდმივი დეფორმაციისადმი მდგრადობა;
გამოყენება: ულტრამაღალი წნევის სარქველები (>100 მპა), ღრმა ჭის შემფუთავი მოწყობილობები.
3. გამტარობის/ანტისტატიკური მოდიფიკაცია
ტექნოლოგია: დაამატეთ ნახშირბადის შავი, ლითონის ფხვნილი ან გრაფენის შემავსებელი;
შესრულება: რეგულირებადი მოცულობის წინაღობა (10²~10⁶ Ω·სმ);
გამოყენება: აფეთქებისადმი მდგრადი მოწყობილობები, ელექტრონული კომპონენტების ელექტრომაგნიტური დამცავი დალუქვის საშუალებები.
4. შერჩევისა და დიზაინის რეკომენდაციების ძირითადი პარამეტრები
სამუშაო პირობების შესაბამისობის ძირითადი პარამეტრები:
ტემპერატურის დიაპაზონი: შერჩეულმა მასალამ უნდა გაუძლოს ექსტრემალურ ტემპერატურას და შეინარჩუნოს 20%-იანი უსაფრთხოების ზღვარი;
მედიის თავსებადობა: შეშუპების ტესტისთვის იხილეთ ASTM D471 სტანდარტი (მოცულობის ცვლილების სიჩქარე <10%);
წნევის დონე: ღრუ კონსტრუქციების წნევის ტარების უნარი, როგორც წესი, მყარი O-რგოლების წნევის 50%-დან 70%-მდეა.
სტრუქტურული დიზაინის ძირითადი პუნქტები:
კედლის სისქის ოპტიმიზაცია: კედლის სისქის/გარე დიამეტრის თანაფარდობა რეკომენდებულია 1:4~1:6-ის ტოლი, რათა თავიდან იქნას აცილებული მისი ჩამონგრევა ან გახევა;
წინასწარი შეკუმშვის კოეფიციენტი: სტატიკური დალუქვა რეკომენდებულია 15%~25%-ის ტოლი, ხოლო დინამიური დალუქვა შემცირებულია 10%~15%-მდე;
ინტერფეისის დამუშავება: სუსტი შეწებების თავიდან ასაცილებლად გამოიყენეთ 45°-იანი დახრილი ჭრა ან ერთიანი ჩამოსხმა.
ეკონომიკური მოსაზრებები:
პარტიული გამოყენებისთვის სასურველია EPDM ან HNBR;
FFKM ან კომპოზიტური მასალების შერჩევა შესაძლებელია ექსტრემალური სამუშაო პირობებისთვის (მაგალითად, ნახევარგამტარები და ბირთვული მრეწველობა).
5. ტიპიური უკმარისობის რეჟიმები და პრევენცია
შეცდომის ტიპი მიზეზი გადაწყვეტა
დეფორმაციის კოლაფსი კედლის არასაკმარისი სისქე ან ზედმეტი წნევა კედლის სისქის გაზრდა/ლითონის გამაგრების სტრუქტურის შერჩევა
გარემოს შეშუპება და ბზარები შეუთავსებელი მასალა და გარემო. ხელახლა აირჩიეთ მასალა და ჩაატარეთ ჩაძირვის ტესტი.
დაბალტემპერატურულ მყიფე ბზარებზე მასალის მინის გადასვლის ტემპერატურა ძალიან მაღალია. ამის ნაცვლად გამოიყენეთ სილიკონის რეზინი ან დაბალი ტემპერატურის FKM.
ხახუნი და ცვეთა ზედაპირის არასაკმარისი უხეშობა ან შეზეთვის უკმარისობა გამოიყენეთ PTFE საფარი ან დაამატეთ საპოხი მასალა
დასკვნა
ღრუ ო-რგოლებისთვის მასალის შერჩევა ყოვლისმომცველი დისციპლინაა, რომელიც აბალანსებს მექანიკურ თვისებებს, ქიმიურ წინააღმდეგობას და ფასს. კოროზიისადმი მდგრადი ფტორრეზინიდან ულტრამოქნილ სილიკონამდე, ეკონომიური EPDM-დან მაღალი დონის FFKM-მდე, თითოეული მასალა შეესაბამება კონკრეტულ სამრეწველო საჭიროებებს. მომავალში, ნანოკომპოზიტური ტექნოლოგიისა და ინტელექტუალური მასალების გარღვევით, ღრუ ო-რგოლები კიდევ უფრო განვითარდება ფუნქციური ინტეგრაციის მიმართულებით (როგორიცაა თვითაღქმა და თვითშეკეთება), რაც უზრუნველყოფს უფრო საიმედო დალუქვის გადაწყვეტილებებს მაღალი კლასის აღჭურვილობისთვის.
გამოქვეყნების დრო: 2025 წლის 5 მარტი