430.000.000+ O-ringen op voorraad
Snelle levering
English 
Deutsch 
Français 
Italiano 
Español ![O-Ring-Stocks [NL]](/upload/593/Logo_O-RING-STOCKS-FC_SML.png){kind=logo}
Een O-ring dynamische afdichting is een fundamenteel ander ontwerp dan een statische ring. Niet hetzelfde component met een andere gleuf, maar een ander compromis: minder persing om wrijving te beheersen, straktere oppervlaktekwaliteit om slijtage te beperken, en een nauwere spleet om extrusie bij pulserende druk te voorkomen. Dit artikel behandelt beide dynamische radiale inbouwtypen, de gedeelde eisen die voor beide gelden, en de keuze tussen hydraulica en pneumatiek.
Bij dynamische afdichting bewegen de af te dichten machineonderdelen ten opzichte van elkaar. De meest voorkomende bewegingsvorm is heen en weer gaand, zoals bij hydraulische en pneumatische cilinders. Soms is er ook een gecombineerde draai- en lineaire beweging, zoals bij bepaalde hydraulische aandrijvingen. De O-ring beweegt dan mee bij elke slag: hij wordt uitgerekt, verschoven en teruggevormd. Wrijving is daarmee een ontwerpsparameter, geen bijverschijnsel.
De persing van een dynamische O-ring is bewust lager dan bij statische toepassingen. Niet omdat een lagere afdichtingsprestatie acceptabel is, maar omdat een hogere persing bij elke slag meer contactkracht, meer wrijving en meer slijtage geeft. Het evenwicht tussen voldoende dichtheid en aanvaardbare wrijving bepaalt het ontwerpbereik voor de gleuf.
Lagere persing bij dynamisch betekent: betere oppervlakteafwerking vereist, nauwere toleranties, en bij pneumatiek: bewust smeren.
De tabel hieronder maakt het verschil zichtbaar. De persing bij dynamische toepassingen is ruwweg de helft van statisch. De ruwheidseis voor het afdichtingsvlak is vier keer zo streng. En bij pneumatiek, waar het medium niet smeert, zijn aanvullende maatregelen nodig.
|
Parameter |
Statisch |
Dynamisch hydraulica |
Dynamisch pneumatiek |
|
Persing (% van d2) |
15 tot 30% |
9 tot 16% |
7 tot 13% |
|
Afdichtingsvlak Ra |
max. 1,6 µm |
max. 0,4 µm |
max. 0,4 µm |
|
Spleet tot 30 bar |
0,20 mm |
0,20 mm |
0,20 mm |
|
Spleet tot 63 bar |
0,20 mm |
0,10 mm |
0,10 mm |
|
Smering |
Niet vereist |
Hydraulische vloeistof |
Aanbevolen (vet/nevel) |
|
Slijtage |
Geen |
Aanwezig |
Aanwezig |
O-ringen worden bij hydraulische toepassingen gebruikt voor heen-en-weergaande bewegingen van zuigers en stangen. Ze zijn bijzonder geschikt wanneer de beschikbare inbouwruimte gering is en een eenvoudige, kosteneffectieve afdichting volstaat. Het medium, de hydraulische vloeistof, vormt een smeerfilm op het afdichtingsvlak die de wrijving beperkt en de ring beschermt.
De persing bij hydraulica ligt tussen 9 en 16% van de snoerdiameter. Ter vergelijking: bij statische radiale persing is dat 15 tot 30%. Die lagere persing vermindert de contactkracht en daarmee de wrijving per slag. Het keerzijde is dat er minder marge is voor afwijkingen in de gleufgeometrie of het afdichtingsvlak. Controleer daarom altijd de gleufdiepte, de breedte en de oppervlaktekwaliteit vóór montage.
Bij hogere drukken, hoge slagsnelheden of wanneer de levensduur boven 1 miljoen slagen moet liggen, zijn speciale zuiger- en stangafdichtingen technisch de betere keuze. Een O-ring is dan nog steeds bruikbaar als achtervanger of in combinatie, maar niet meer als primaire afdichting.
Volledige gleufparameters en maattabel: O-ring gleufmaten voor dynamische radiale persing: hydraulica.
Pneumatische O-ringsafdichtingen werken bij lagere werkdrukken dan hydraulica, doorgaans tussen 4 en 16 bar in industriële systemen. Maar ze stellen hogere eisen aan de wrijving. Lucht heeft geen smerende werking: er vormt zich geen smeerfilm op het afdichtingsvlak. Elke extra wrijving kost cilinderkracht of verstoort de positioneernauwkeurigheid van de aandrijving.
De persing bij pneumatiek is daarom de laagste van alle inbouwtypen: 7 tot 13% van de snoerdiameter. Dat is bewust zo laag gekozen om de droogloopwrijving te beperken. Een lagere persing vergt echter een nauwkeuriger afdichtingsvlak: de ring heeft minder contactkracht om kleine oppervlakteonregelmatigheden te overbruggen. De ruwheidseis voor het afdichtingsvlak is Ra max. 0,4 µm, gelijk aan hydraulica. Bij drooglopende systemen is smering met siliconenvet of een olienevel sterk aanbevolen.
Volledige gleufparameters en maattabel: O-ring gleufmaten voor dynamische radiale persing: pneumatiek.
Twisting is het draaien van de O-ring in de gleuf tijdens lineaire heen-en-weergaande beweging. Het treedt op als de gleuf te breed is, de persing te laag is, of de oppervlaktekwaliteit ongelijkmatig is over de omtrek. De ring rolt dan bij elke slag een klein stukje mee, in plaats van te glijden. Na een aantal slagen heeft de ring een kwartslag of halve slag gedraaid. Bij asymmetrische belasting rekt het rubber vervolgens ongelijkmatig en scheurt het.
Twisting is lastig te herkennen bij inspectie, omdat een gedraaide ring er aan de buitenkant intact uitziet. De scheur zit aan de binnenzijde van de ring. Preventie is eenvoudiger dan detectie: houd de gleufbreedte b1 strikt binnen de toleranties, gebruik nooit een te brede gleuf, en vermijd extreem lage persing bij hoge slagfrequenties.
Tekenen van twisting: spiraalvormige slijtage op het afdichtingsvlak, scheuren op de binnenzijde van de ring, of lekkage die begint na een vaste hoeveelheid slagen.
Zowel hydraulische als pneumatische O-ringsafdichtingen delen dezelfde normen voor oppervlakteafwerking en spleetbreedte. Dit zijn de twee factoren die samen met de gleufgeometrie de levensduur van de ring bepalen.
De ruwheidseis voor het afdichtingsvlak bij dynamische toepassingen is vier keer strenger dan bij statisch. Een te ruw oppervlak slijt de ring bij elke slag. Bij pneumatiek zonder smering treedt slijtage al op bij waarden die bij hydraulica nog acceptabel zijn.
|
Oppervlak |
Dynamisch Ra max. |
Dynamisch Rz max. |
Dynamisch Rmax |
|
Afdichtingsvlak |
0,4 µm |
1,2 µm |
1,6 µm |
|
Gleufbodem |
1,6 µm |
3,2 µm |
6,3 µm |
|
Gleufflanken |
3,2 µm |
6,3 µm |
10 µm |
Bij pulserende drukken in dynamische toepassingen is de kans op extrusie groter dan bij statische toepassingen. De maximale spleetbreedte is daardoor lager. Bij siliconenmaterialen moet u de waarden in de tabel halveren.
|
Druk (bar) |
70 Shore A (mm) |
80 Shore A (mm) |
90 Shore A (mm) |
|
tot 30 |
0,20 |
0,25 |
0,30 |
|
30 tot 63 |
0,10 |
0,15 |
0,20 |
|
63 tot 80 |
niet van toepassing |
0,10 |
0,15 |
|
80 tot 100 |
niet van toepassing |
niet van toepassing |
0,10 |
Bij dynamische toepassingen wordt de O-ring vaker gemonteerd dan bij statisch: bij elke revisie of onderhoudsbeurt wordt de ring vervangen en de gleuf opnieuw geïnspecteerd. De afschuining aan de insteekkant is bij elke montage van belang. Zonder afschuining beschadigt de ring bij het over de rand schuiven, ook al is de kracht laag en de ring zacht. Een afschuining van 15 tot 20 graden, met de z-lengte uit de maattabel, voorkomt dit volledig. Controleer ook of de afschuining vrij is van bramen na bewerking.
De materiaalkeuze voor dynamische O-ringen volgt grotendeels dezelfde logica als voor statische, maar met twee extra afwegingen: slijtvastheid en wrijvingsgedrag. Beide variëren per materiaal en hebben direct invloed op de levensduur en de cilinderprestaties.
Raadpleeg de chemische weerstandsgids en de materiaal-temperatuurgids voor uw specifieke toepassing.
Een O-ring is een eenvoudige en kosteneffectieve oplossing voor heen-en-weergaande afdichting bij matige drukken, snelheden en levensduurseisen. Bij hogere eisen zijn speciale afdichtingsprofielen technisch beter geschikt. Beoordeel dit per toepassing op basis van de drie criteria hieronder.
Slagsnelheid boven 0,5 m/s: de warmteontwikkeling door wrijving neemt snel toe. Lip-seals en PTFE-ringafdichtingen hebben een lager wrijvingscoëfficiënt en zijn stabieler bij hogere snelheden.
Levensduur boven 1 miljoen slagen: O-ringen zijn hier minder geschikt door vermoeidheidsscheurvorming in het rubber. U-ringen, manchetten of geprofileerde afdichtingen zijn ontworpen voor lange levensduur bij hoge cyclustelling.
Werkdruk boven 250 bar: bij dergelijke drukken zijn zelfs 90 Shore A ringen zonder steunringen aan hun grens. Speciale zuiger- en stangafdichtingen zijn beter bestand tegen extrusie bij hoge druk.
De gleufgeometrie is vergelijkbaar, maar de persing bij pneumatiek is iets lager (7 tot 13% versus 9 tot 16% bij hydraulica). Het grootste praktische verschil is de smering: hydraulische vloeistof smeert de ring bij elke slag. Lucht doet dat niet. Bij pneumatiek is bewust smeren daardoor sterk aanbevolen.
Houd de gleufbreedte b1 strikt binnen de opgegeven toleranties. Een te brede gleuf geeft de ring de ruimte om te rollen. Vermijd ook extreem lage persing bij hoge slagfrequenties. Controleer bij vervanging altijd de gleufbreedte opnieuw: slijtage van de gleuf vergroot b1 en verhoogt het twistingsrisico.
Het afdichtingsvlak moet Ra max. 0,4 µm zijn (Rz max. 1,2 µm). Dat is vier keer strakker dan bij statische toepassingen. Een ruwer vlak slijt de ring bij elke slag, zeker bij pneumatiek zonder smering.
Bij dynamisch gebruik liggen de grenzen lager dan bij statisch. Boven 63 bar bij 70 Shore A zijn steunringen aanbevolen. Steunringen worden altijd aangebracht aan de lagedrukzijde van de gleuf. Bij pulserende druk zijn steunringen aan beide kanten wenselijk.
De ring zelf is hetzelfde, maar de gleuf niet. Statische gleuven hebben een diepere t (hogere persing) dan dynamische gleuven voor dezelfde snoerdiameter. Een statische gleuf gebruikt voor dynamisch toepassingen geeft te veel wrijving en versnelde slijtage. Gebruik altijd de gleuf die bij het inbouwtype hoort.
NBR heeft een goede slijtvastheid voor de meeste hydraulische media. FKM is iets minder slijtvastig dan NBR maar biedt betere chemische weerstand. Bij pneumatiek zonder smering heeft EPDM betere droogloopkarakteristieken dan NBR. PTFE-gecoate ringen hebben de laagste wrijving maar zijn kwetsbaarder voor beschadiging bij montage.
Dat hangt af van de druk, de slagsnelheid, het medium, de smering en de oppervlaktekwaliteit van het afdichtingsvlak. Onder gunstige omstandigheden zijn honderdduizenden slagen haalbaar. Bij hogere snelheden, onvoldoende smering of een te ruw vlak slijt de ring aanzienlijk sneller. Voor toepassingen met een vereiste levensduur boven 1 miljoen slagen zijn speciale afdichtingsprofielen een betere keuze.
