הנדסה תכנון תעלת אטימה

תכנון תעלת אטימה

תכנון תעלת אטימה

מכלול אטם מורכב מאורינג ותעלה, ומונע את הדליפה של נוזלים וגזים. התעלה תומכת באורינג ומחזיקה אותו במקומו תוך שהיא מאפשרת את עיוות הצורה הדרוש. אורינג חייב להימעך ולהימתח כדי לפעול כהלכה. באופן כללי תכנון של אורינג צריך לשמור על מעיכה של 10-40% ליישומים סטטיים ולא יותר מ-30% ליישומים דינמיים. בנוסף, נפח האורינג לא יעלה על 90% ממרווח התעלה המינימלי כדי לאפשר עיוות של האורינג.

קיימים שני סוגים עיקריים של יישומי תעלה ואורינג:

  • סטטי – אין תנועה או שיש תנועה יחסית מעטה בלבד בין התעלה לאורינג. אטמים סטטיים מסווגים כציריים (axial) ורדיאליים (radial), לפי כיוון המעיכה המופעלת על האורינג.
  • דינמי – ישנה תנועה יחסית בין התעלה לאורינג, תנועה הגורמת חיכוך.

יש להתייחס לגורמים הבאים בעת תכנון התעלה המתאימה ליישום:

  • מעיכה – מעיכת האורינג מתקיימת בשתי דרכים, צירית ורדיאלית. מעיכה צירית היא כאשר המעיכה מופעלת על החלק העליון והתחתון של האורינג. מעיכה רדיאלית היא כאשר המעיכה מופעלת על פני השטח הפנימיים והחיצוניים של האורינג.
  • מתיחה – כדי שאורינג יתאים היטב, הוא צריך להיות מותקן עם מתיחה היקפית. הטווח הסטנדרטי הוא של מתיחת האורינג בשיעור של 1% עד 5%.
  • תנועה קווית מחזורית – תנועה יחסית לפנים ולאחור בין משטחי האטימה.
  • תנועה סיבובית – תנועה מעגלית בין משטחי האטימה.
  • חומר ניפוח לאטם – תוסף נוזלי המשמש כדי לגרום לאטמים אלסטומריים להתנפח להפסקת דליפה.
  • סיכה – סיכה של האורינג נועדה להפחית את השפעות החיכוך. אפשר להוסיף מרכיב סיכה פנימי לאלסטומר לפני היציקה. לחלופין, אפשר לשים חומר סיכה על פני השטח החיצוניים של האטם כדי לעזור בהתקנה. דרך נוספת לסיכה היא שימוש בתערובת חיצונית, כמו ציפוי טפלון (TeflonTM‎).
  • מחזור תרמי – כמות המחזורים של חימום וקירור לסירוגין של חומר ביישום.
  • חומרים אלסטומריים – בחירת האלסטומר הנכון לשימוש היא חשובה, ויש להתייחס לכל מאפייני האלסטומר (למשל עיוות שיורי (compression set), התארכות, קשיות, וכד').
  • תאימות כימית – התאימות הכימית של החומר שממנו מיוצר האורינג עשויה להיות קריטית לתכנון, ועשויה להיות שונה ביישומים סטטיים ודינמיים.
  • גבולות טמפרטורה – סוגים שונים של מכלולי איטום פועלים טוב יותר מאחרים בהתאם לגבולות הטמפרטורה של היישום. לדוגמה, בטמפרטורת החדר אטמי ציר מסתובב אוטמים היטב למשך זמן רב יותר בהשוואה לטמפרטורות קיצוניות גבוהות או נמוכות.
  • חיכוך – חיכוך וחימום הם בלתי נמנעים ביישומי איטום מסתובב, ולכן מומלץ שהאורינגים ייוצרו מתערובות המאפשרות עמידות מרבית בחום ומאפיינים של מינימום חיכוך. חיכוך גם יכול לגרום לעליית הלחץ ההידראולי לרמות גבוהות, דבר שיגרום להתפרקות האורינג.
  • לחץ מערכת – רמות הלחץ המפוזרות בחתך של האורינג עלולות לגרום לעיוות. החומר האלסטומרי, השימוש באטמי תמיכה, והמרווח לאורך הקוטר יכולים להשפיע על יכולת האורינג לעמוד בלחצי המערכת.
  • גימור פני שטח – גימור פני שטח הוא האופי של פני השטח המוגדר באמצעות מאפיינים של פני השטח, חספוס וגליות. זהו אחד הגורמים החשובים לשליטה על חיכוך.
  • אטמי תמיכה (Back-up Rings) – מספר אטמי התמיכה שישמש ביישום משפיע על יתר התכנון.

סוגי תכנון תעלות

תכנון תעלת אורינג ליישום דינמי רדיאלי

ביישומים דינמיים רדיאליים האורינג נמעך רדיאלית וחשוף לתנועה קווית מחזורית לסירוגין או ברציפות. אורינגים ליישום דינמי רדיאלי חשופים לחיכוך בין משטחי האטימה. בבחירת אורינגים ואטמים ליישומים דינמיים רדיאליים יש לשקול:

  • טמפרטורה
  • תנועה או רעידות
  • מעיכה
  • מתיחה
  • חיכוך
  • גימור פני שטח

תכנון תעלת אורינג ליישום סטטי רדיאלי

ביישומים סטטיים רדיאליים האורינג נמעך בין הקוטר הפנימי שלו (ID) לבין הקוטר החיצוני שלו (OD), ואינו חשוף לתנועה יחסית כלשהי בין משטחי האטימה של התעלה. בבחירת אורינגים ואטמים ליישום סטטי רדיאלי יש לשקול:

  • טמפרטורה
  • לחץ מערכת
  • מגע עם גז או נוזל
  • שימוש באטמי תמיכה
  • גימור פני שטח

תכנון תעלת אורינג ליישום בתנועה קווית מחזורית

ביישומים עם תנועה קווית מחזורית ישנה תנועה הדדית לאורך הציר, בין משטחי האטימה הפנימיים והחיצוניים של התעלה. בבחירת אורינגים ואטמים ליישום עם תנועה קווית מחזורית יש לשקול:

  • טמפרטורה
  • תנועה או רעידות
  • מעיכה
  • מתיחה
  • חיכוך
  • סיכה

תכנון תעלת אורינג ליישום סטטי צירי – לחץ פנימי או חיצוני

ביישומים סטטיים ציריים עם לחץ פנימי או חיצוני האורינג נמעך בחלק העליון והתחתון של החתך, כמו אטם. בבחירת אורינגים ואטמים ליישום סטטי צירי, כמו אטמי משטח, יש לשקול:

  • טמפרטורה
  • תנועה או רעידות
  • מעיכה
  • מתיחה
  • חיכוך
  • לחץ מערכת
  • גימור פני שטח

כאשר יש לחץ פנימי או חיצוני על האורינג, עליו להיות ממוקם קרוב לצד הלחץ הנמוך בחריץ. מיקום זה יעזור למזער תנועה וחיכוך.

תכנון תעלת אורינג ליישום סיבובי דינמי

ביישומים סיבוביים דינמיים האורינג הופך לאטם כאשר ציר מסתובב בולט דרך הקוטר הפנימי (ID). בתכנון אורינג ליישום סיבובי דינמי יש לשקול:

  • גימור פני שטח
  • מהירות ציר
  • לחץ מערכת

תכנון תעלת אורינג זנב-יונה

ביישומי זנב-יונה האורינג נמעך בעיקר בכיוון צירי, כאשר שסתום מפעיל כוח על החלק העליון והתחתון של משטחי האטימה של האורינג. תעלות זנב-יונה משמשות ביישומים סטטיים או דינמיים במהירות נמוכה, ומחייבים טולרנסים קפדניים הקשים לשליטה.

תכנון תעלת אורינג לדחיסה סטטית

יישומי אטימה בדחיסה נקראים כך כי האורינג מוגבל לחלוטין ומתעוות תחת לחץ, או נדחס, בתוך תעלה משולשת בזווית 45°. קל ולא יקר לייצר אטמי דחיסה סטטית.

טכנו עד - הכתובת שלך למוצרי גומי לאטימה
פנה אלינו