Кольца круглого сечения

Кольца круглого сечения — это уплотнительные элементы с осевым профилем в виде окружности (О-ринг), применяемые для статического и динамического торцевого и радиального уплотнения в гидравлических, пневматических и других технологических системах. Геометрия таких уплотнительных колец обеспечивает равномерное распределение контактного давления по всему контуру и позволяет использовать их в стандартизованных канавках по ГОСТ и ISO. Основная задача колец круглого сечения — обеспечение герметичности при давлении до нескольких десятков МПа в условиях воздействия масел, газов, воды и агрессивных сред, а также компенсация допусков и температурных деформаций сопрягаемых деталей.

Для получения технической консультации по подбору кольца круглого сечения под конкретный узел, рабочую среду и температурный режим используются каналы связи: +7 (812) 223-43-40 или spb@rti-land.ru.

Кольца круглого сечения: конструкция, материалы и технология изготовления

Кольца круглого сечения относятся к унифицированным элементам уплотнительной арматуры. При изготовлении на заказ возможно отклонение от типовых рядов размеров, изменение материала, твердости и допускаемых параметров работы, что позволяет адаптировать О-ринг под реальные условия эксплуатации.

Нормативные стандарты и типоразмеры

Базовым документом для уплотнительных колец круглого сечения является ГОСТ 36375-2014, регламентирующий:

• номинальные диаметры кольца (внутренний диаметр d2, мм);
• номинальные диаметры сечения d1, мм (типичные ряды: 1,8; 2,65; 3,55; 5,3; 7,0 и др.);
• предельные отклонения по диаметрам и сечению;
• рекомендуемые размеры канавок для статического и динамического уплотнения.

При проектировании и подборе колец круглого сечения учитываются:

• тип уплотнения: статическое (фланцевое, крышечное, штуцерное) или динамическое (шток, поршень);
• расположение кольца: радиальное или торцевое уплотнение;
• рабочее давление, температура и среда.

При изготовлении на заказ возможно производство уплотнительных колец по рядам ISO 3601 или по индивидуальным чертежам/ТЗ, с сохранением или модификацией геометрии канавок.

Технология производства колец круглого сечения

Для производства колец круглого сечения применяются несколько методов:

Прессование и вулканизация

Основной способ изготовления резиновых О-рингов:

• формование резиновой заготовки в пресс-форме;
• вулканизация при заданной температуре и давлении;
• последующий контроль геометрии и твердости.

Подход применим для бутадиен-нитрильных каучуков (БНК/СКН), EPDM, силиконов (VMQ), фторкаучуков (FKM). Вулканизация обеспечивает стабильные механические свойства и химическую стойкость.

Экструзия с последующей стыковкой

Используется для изготовления колец круглого сечения большого диаметра:

• экструдируется резиновый шнур круглого сечения;
• отрезается заготовка нужной длины;
• выполняется склейка или вулканизационный шов.

Метод актуален для крупногабаритных статических уплотнений, работающих при невысоких скоростях и умеренных давлениях. Требует контроля качества стыка.

Механическая обработка эластомеров и пластмасс

Для нестандартных решений возможно изготовление кольца круглого сечения из полиуретана или термопластов методом токарной обработки из трубной или кольцевой заготовки. Такой подход используется при малых сериях и повышенных требованиях к износостойкости.

Важно: монтаж уплотнительного кольца без монтажной фаски на металлической детали с острыми кромками может привести к надрезу сечения и потере герметизирующих свойств уже на этапе сборки. Рекомендуется выполнять фаски по ГОСТ и использовать смазку, совместимую с материалом О-ринга и рабочей средой.

Материалы для колец круглого сечения и их свойства

При изготовлении колец круглого сечения на заказ используются резиновые смеси и эластомеры с различной химической и температурной стойкостью:

• Бутадиен-нитрильные каучуки (БНК/СКН, NBR). Диапазон -30°С до +100°С. Высокая стойкость к минеральным маслам, топливам, гидравлическим жидкостям на нефтяной основе. Твердость 60–90 Шор А. Основной материал для гидравлики и пневматики.
• EPDM. Диапазон -40°С до +120°С. Устойчивость к воде, пару, атмосферным воздействиям, тормозным жидкостям на гликолевой основе. Ограниченная стойкость к маслам и топливам. Твердость 60–80 Шор А.
• Силиконы (VMQ). Диапазон -60°С до +200°С. Высокая термостойкость, устойчивость к озону и атмосферным факторам. Применяются при высоких и низких температурах, в пищевой и фармацевтической промышленности. Твердость 40–70 Шор А.
• Фторкаучуки (FKM/Viton). Диапазон -20°С до +200°С. Очень высокая стойкость к топливам, синтетическим маслам, ряду кислот и растворителей. Твердость 70–90 Шор А. Применяются в химическом машиностроении и нефтегазовой отрасли.
• Полиуретан (PU). Диапазон -40°С до +80°С. Высокая износостойкость, устойчивость к абразиву и давлению. Твердость 80–98 Шор А. Используется для уплотнений в подвижных узлах с высокими нагрузками и ударными воздействиями.

Сравнительная таблица материалов для колец круглого сечения

Подбор материала уплотнительного кольца зависит от сочетания факторов: рабочей среды, температуры, давления, характера нагрузки (статическая или динамическая), требований к ресурсу и интервалу обслуживания.

Кольца круглого сечения: эксплуатационные параметры и области применения

Кольца круглого сечения при правильном подборе профиля канавки и материала обеспечивают герметичность в широком диапазоне давлений и температур, что делает их универсальным решением для большинства промышленных задач.

Технические параметры и классификация

Основные параметры уплотнительного кольца круглого сечения:

• внутренний диаметр d2, мм;
• диаметр сечения d1, мм;
• твердость материала, Шор А;
• допустимое рабочее давление, МПа;
• температурный диапазон эксплуатации.

Для статических уплотнений по ГОСТ 18829-73 кольца круглого сечения при корректной посадке в канавке применимы при давлениях до 32 МПа и выше (в зависимости от наличия противоэкструзионных колец и конструкции узла). Для динамических уплотнений (штоки и поршни гидроцилиндров) на практике используют давления до 25–32 МПа при условиях соблюдения допусков по зазорам и шероховатости.

Рабочие зазоры и размеры канавок задаются стандартом или проектной документацией и влияют на:

• величину обжатия сечения (обычно 15–30 % для статических и 8–20 % для динамических уплотнений);
• риск выдавливания (экструзии) кольца в зазор при высоком давлении;
• уровень трения и нагрева при динамике.

При изготовлении колец круглого сечения на заказ по чертежам/ТЗ возможно:

• отклонение от стандартных типоразмеров;
• изготовление колец с особыми допусками по диаметрам;
• выбор нестандартной твердости для оптимизации ресурса.

Отрасли и примеры применения

Кольца круглого сечения применяются практически во всех отраслях промышленности. В контексте промышленного региона Санкт-Петербурга и Ленинградской области наиболее характерны следующие направления:

Основные отрасли применения:

• тяжелое и общее машиностроение;
• судостроение и судоремонт;
• пищевая и фармацевтическая промышленность;
• энергетика и коммунальное хозяйство;
• химическая и нефтегазовая отрасль;
• сервисные и монтажные организации.

Примеры узлов, где используются уплотнительные кольца круглого сечения:

• уплотнение штоков и поршней гидроцилиндров;
• статическое уплотнение фланцевых соединений, крышек, люков;
• уплотнение резьбовых соединений, штуцеров, пробок;
• торцевое уплотнение насосов и компрессоров (в составе узла);
• виброизоляция и центрирование узлов в корпусах.

При эксплуатации в условиях высокой влажности, перепадов температур и возможного воздействия морской атмосферы (характерно для Санкт-Петербурга и прибрежных зон Ленинградской области) особое внимание уделяется выбору материала с достаточной морозостойкостью, стойкостью к озону и атмосферным факторам.

Компания «РезиноМир» работает с юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями, которым требуется поставка уплотнительных колец круглого сечения и других РТИ под заказ. Предприятие предлагает изготовление колец круглого сечения по ГОСТ 18829-73, ISO 3601 или по индивидуальным чертежам/ТЗ, включая нестандартные диаметры и сечения, а также подбор материалов под рабочую среду. Поставка организуется с учетом потребностей в отгрузке по Санкт-Петербургу и Ленинградской области, предусмотрена безналичная форма оплаты и возможность поставки изделий оптом. Доступна консультация инженера по выбору материала, твердости и геометрии канавки с последующей возможностью рассчитать стоимость партии. На продукцию предусмотрена гарантия, основанная на действующих стандартах и внутренней системе контроля качества.

FAQ

1. Как определить необходимую твердость материала для кольца круглого сечения в конкретном узле?
Твердость выбирается исходя из давления, характера уплотнения (статическое или динамическое), зазоров и требований к ресурсу. Для статических уплотнений фланцев и крышек часто применяют 60–80 Шор А, для штоков и поршней гидроцилиндров — 70–90 Шор А (NBR, FKM, PU). Более мягкие материалы лучше компенсируют неровности, но менее устойчивы к выдавливанию при высоком давлении. Жесткие смеси обладают повышенной износостойкостью, но требуют более точной обработки сопрягаемых поверхностей.

2. Возможно ли изготовление колец круглого сечения нестандартного диаметра или сечения, не входящего в ГОСТ 18829-73?
Да, при наличии чертежа или ТЗ возможно изготовление О-рингов с любыми геометрическими параметрами в пределах технологических возможностей. Важным условием является корректный расчет размеров канавки и обжатия для обеспечения герметичности и исключения экструзии. Для крупных диаметров используется технология изготовления из экструдированного шнура с формированием стыка.

3. Какие факторы наиболее сильно влияют на срок службы уплотнительного кольца в агрессивной среде?
Ключевыми факторами являются: соответствие материала составу рабочей среды (масло, топливо, растворитель, кислота, щёлочь), температурная нагрузка, наличие пульсаций давления, скорость относительного перемещения (для динамических уплотнений), а также шероховатость и твердость сопряженных поверхностей. При выборе неподходящего материала возможны набухание, растрескивание, потеря эластичности и герметичности задолго до ожидаемого ресурса.

4. Как учитывать международные стандарты при проектировании канавок под кольца круглого сечения?
При ориентации на ISO 3601 размеры колец и канавок могут отличаться от ГОСТ 18829-73. В этом случае при разработке узла важно придерживаться одного стандарта по всей линейке изделий, чтобы исключить несоответствие посадок. В проектах модернизации часто используются переходные решения: адаптация канавки под доступный стандартный ряд или изготовление колец на заказ с учетом фактических размеров.

5. Что влияет на цены при изготовлении колец круглого сечения на заказ по чертежам или ТЗ?
На стоимость влияют: выбор материала (обычные NBR/EPDM или специальные FKM/VMQ/PU), наличие или отсутствие стандартного типоразмера (нестандартные размеры требуют отдельной оснастки или специальных операций), требования к допускам и контролю (100 % контроль, протоколы испытаний), а также общий объем заказа. Для оптимизации бюджета применяют анализ эксплуатационных требований и, при необходимости, подбор альтернативного материала или типового размера, обеспечивающего требуемый ресурс при меньших затратах.