Уплотнения — инженерный справочник
Инструменты
Мастера подбора, калькуляторы и переход в каталог раздела.
Стандарты и нормативные документы
Aerospace Size Standard for O-Rings (SAE)
Дюймовый ряд типоразмеров O-ring по сериям сечения (000/100/200/300/400, CS 1.78–6.99 мм) — де-факто мировой стандарт для гидравлики/пневматики наравне с метрическим рядом.
Кольца резиновые уплотнительные круглого сечения для гидравлических и пневматических устройств. Конструкция и размеры
Действующий стандарт РФ, исторически полностью соответствует ISO 3601:1978, но типоразмеры не идентичны ISO 3601-3: ГОСТ задаёт диаметр штока/цилиндра, ISO — внутренний диаметр кольца — одинаковый начальный номер типоразмера не гарантирует одинаковый размер.
Fluid power systems — O-rings — Part 1: Inside diameters, cross-sections, tolerances and size identification code
Метрический международный ряд размеров и допусков O-ring (используется наряду с AS568).
Fluid power systems — O-rings — Part 2: Housing dimensions for general applications
Расчёт канавки: рекомендованные диапазоны сжатия (squeeze) для статичных и динамичных уплотнений — на нём основаны формулы ниже.
Материалы и модуль сдвига G
| Материал | G, Н/мм² | Применение |
|---|---|---|
| NBR — нитрильный каучук (бутадиен-нитрильный) | 1,2 | -40…+120 °C; минеральные масла, топливо, эмульсии — базовый материал для гидравлики |
| FKM/Viton — фторкаучук | 1,5 | -20…+200 °C; топливо, агрессивная химия, высокие температуры — апгрейд над NBR |
| EPDM — этилен-пропилен-диеновый каучук | 1 | -50…+150 °C; пар, вода, тормозная жидкость — НЕ совместим с минеральными маслами (набухает) |
| PTFE — фторопласт-4 (тефлон) | 200 | -200…+260 °C; универсальная химстойкость, жёсткий термопласт — требует конструкции с энергизатором, не классический эластомер |
| PU — полиуретан | 4 | Высокая износо- и давленческая стойкость; хуже работает при низких температурах и во влажной среде (гидролиз) |
| Силикон (VMQ) | 0,7 | -60…+230 °C; пищевое/медицинское применение, слабая стойкость к маслам и истиранию |
Формулы расчёта
Сжатие (squeeze) кольца
squeeze = (CS − h) / CS × 100%
CS — сечение кольца, h — глубина канавки
Сжатие для статичного уплотнения
15–30% (типично 15–25%)
Фланцы, крышки, неподвижные соединения — ISO 3601-2
Сжатие для динамичного уплотнения
8–20% (типично 8–15%)
Поршни, штоки — меньшее сжатие снижает трение, нагрев и износ
Ширина канавки
W ≈ 1.5·CS (статика) | 1.25·CS (динамика)
Запас на заполнение канавки при рабочем давлении
Заполнение канавки (gland fill)
≤ 85–90%
Остаток объёма — под тепловое расширение материала; выше риск экструзии кольца
Гайд по подбору
- Определите тип уплотнения по узлу: O-ring — универсальное радиальное/торцевое, манжета (oil seal) — вращающийся вал, V-ring — осевое уплотнение вала, прокладка (gasket) — плоский фланцевый стык.
- Замерьте посадочные размеры d1 (внутренний), d2 (наружный) и h (сечение/толщина) — это реальные поля каталога, сверьте типоразмер с рядом AS568 или ГОСТ 9833-73/ISO 3601 для O-ring.
- Подберите материал по среде и температуре: NBR — масла/топливо до +120°C, FKM — химия и высокая температура до ~+200°C, EPDM — вода/пар/тормозная жидкость (не масло!), PTFE — широкая химстойкость в экстремальном диапазоне.
- Проверьте рабочее давление (pressure_bar) и твёрдость Shore A (для O-ring обычно 70–90) — для динамичных узлов выбирайте твёрже компаунд и меньшее сжатие.
- Отфильтруйте каталог уплотнений по типу, диаметрам и материалу перед заказом.
Материал носит инженерно-справочный характер. Значение модуля сдвига G для эластомеров в таблице материалов — ориентировочная величина порядка 1 Н/мм² (эмпирическая связь с твёрдостью Shore A), а не точная константа компаунда: реальный подбор уплотнения делайте по твёрдости Shore A, температурному диапазону и химстойкости среды, указанным в примечаниях. Диапазоны сжатия — ориентир по ISO 3601-2, финальный расчёт канавки — по данным производителя.