Podsumowanie: Projektowanie prawdziwie wodoodpornych pojemników jest tajemną sztuką, ale jest rozsądnie wykonalne, jeśli przestrzegane są pewne zasady, które kodyfikują podstawową „magię”.
Awarie występują, gdy podstawowa zasada plombowania omówiona poniżej jest naruszona. To znaczy. ciśnienie na wszystkich powierzchniach uszczelniających zawsze przekracza różnicę ciśnień. W wielu produktach awaria jest wbudowana z powodu braku formalnego projektu i po prostu czeka na warunki, w których wymagana „reguła” nie jest spełniona.
Najłatwiejszą i zazwyczaj najlepszą metodą jest użycie odpowiednio zaprojektowanego O-ringu. Typową przyczyną wszelkich usterek jest to, że ludzie używają zgniecionych gumowych pierścieni, które wyglądają jak o-ringi, ale które nie są zaprojektowane, przez co w niektórych sytuacjach nie spełniają podstawowej zasady.
_________________________
Wymagania dotyczące uszczelnienia: Aby być i pozostać wodoszczelnym, minimalnym wymaganiem jest to, aby WSZYSTKIE miejsca wzdłuż powierzchni uszczelniających były albo sklejone nieprzepuszczalnym materiałem, albo wywierały nacisk (siła na jednostkę powierzchni), która przekracza różnicę ciśnień między wewnętrznym i zewnętrznym.
Aby spełnić tę „zasadę”, można użyć materiału powłokowego (np. „smaru”), ale zastosowanie materiału powłokowego w niezamierzony sposób nie gwarantuje skutecznego uszczelnienia.
O-ringi - zwykle najłatwiejsze i najlepsze rozwiązanie: Najłatwiejszym do zaprojektowania sposobem wykonania uszczelnienia jest użycie O-ringu.
O-ring zazwyczaj wygląda jak, i jest okrągłym gumowym pierścieniem o okrągłym przekroju. Jednak wiele okrągłych gumowych pierścieni o okrągłym przekroju poprzecznym PATRZ jak o-ringi, ale tak nie jest . To znaczy. aby działać jako O-ring, muszą być spełnione pewne dobrze zdefiniowane ograniczenia i jest bardzo prawdopodobne, że jeśli okrągła gumowa uszczelka pierścieniowa nie jest formalnie zaprojektowana, nie będzie działać w taki sposób, jak O-ring we wszystkich okolicznościach.
O-ring wykorzystuje różnicę ciśnień w taki sposób, że pierścień porusza się i / lub odkształca w sposób, który wytwarza większy nacisk na powierzchnie uszczelniające niż robi to różnica ciśnień. To znaczy. ciśnienie oporu jest spowodowane docelowym ciśnieniem uszczelnienia i jest zaprojektowane tak, aby zawsze było większe. Zaprojektowanie uszczelki, która działa w ten sposób od pierwszych zasad, jest trudnym zadaniem, ponieważ zależy od wielu wymiarów i właściwości materiału. Zaprojektowanie go przy użyciu standardowych tabel jest stosunkowo proste.
Analogia: Prostą analogią do działania pierścienia O-ring, która jest niekompletna, ale użyteczna, jest wyobrażenie sobie spanikowanego tłumu ludzi próbujących przejść przez drzwi, które należy otworzyć w kierunku tłum, aby przepuścić ludzi. Rosnące ciśnienie tłumu na drzwiach po prostu utrudnia ich otwieranie.
Konstrukcję O-ringu najłatwiej osiągnąć przy użyciu parametrów wybranych ze standardowych tabel. Należą do nich szerokość i głębokość rowka, średnica materiału pierścienia, średnica pętli pierścienia, średnica wewnętrzna rowka, kąt ściany pierścienia, wykończenie powierzchni, materiał pierścienia i rowka a i nieco więcej. Wystarczy postępować zgodnie ze standardowymi procedurami „książki kucharskiej”, a O-ring będzie działał naprawdę bardzo dobrze.
Utrzymanie integralności projektu: „Wahadłowiec kosmiczny” Challengera został zniszczony z powodu awaria pierścienia w przegubie SRB (wzmacniacz rakiet litych). Jednak pierścień był dobrze zaprojektowany i był w stanie poradzić sobie z przydzielonym mu zadaniem. Niepowodzenie wystąpiło, ponieważ zadanie zmieniło się w niekontrolowany sposób. Nacisk na cały system połączeń pozwolił na zwiększenie mechanicznych separacji między bokami złącza i przyjęcie raczej kąta niż równoległości. Gorące gazy mogły wtedy ulatniać się przez O-ring, powodując jego stopniowe niszczenie.
Podobnie w przypadku majsterkowania - nie tylko obudowa pierścienia O-ring & musi być zaprojektowana tak, aby współpracowała, ale również zaprojektowane powiązania mechaniczne części złącza muszą być zachowane zgodnie ze specyfikacją. Jeśli obudowa może zgiąć się pod wpływem uderzenia lub siły działającej na obudowę, tak że prześwity lub kąty połączenia przekraczają limity projektowe, może wystąpić wyciek. To znaczy. istotną częścią projektu jest zapewnienie, że w najgorszym przypadku wspólne „wychylenia” są znane i nie są przekraczane.
Istnieją dwa główne typy O-ringów - promieniowe i czołowe lub osiowe.
- Promieniowy pierścień uszczelniający typu O-ring jest bardziej powszechny i łatwiejszy do zaprojektowania. siły uszczelniające są generowane w procesie przesuwania dwóch części połączenia ze sobą - wszelkie elementy złączne, śruby itp. nie odgrywają żadnej roli w tworzeniu siły uszczelniającej - służą po prostu do utrzymywania elementów we właściwej względnej bliskości.
- Uszczelnienie czołowe lub osiowe O-ring skutecznie „zgniata” pierścień między dwiema płytami. Ma zalety w rodzaju powierzchni, które można łatwo uszczelnić, ALE polega na łącznikach, śrubach itp., Które ściągają razem dwie powierzchnie uszczelniające w celu zapewnienia odpowiedniej siły uszczelniającej. Chociaż nie jest to trudne do zaprojektowania, zależy to od prawidłowego montażu i braku awarii systemu ściskania.
Niektóre produkty wykorzystują lub wydają się wykorzystywać oba typy O-ringów w jednym połączeniu - dwie rurowe części są wsunięte razem z pierścieniem O-ring między nimi, a część zewnętrzna jest przykręcona do uszczelnienia twarzy. W projektach, które robią to w tanich urządzeniach konsumenckich, wydaje się prawdopodobne, że promieniowy O-ring wykonuje większość pracy.
_____________
Rzeczywiste produkty światowe:
Tania obudowa z tworzywa ABS Wyprodukowane w Azji produkty konsumenckie zwykle nie mają klasy szczelności IP66 +. Ale można to osiągnąć.
Brałem udział w projektowaniu dwóch głównych typów przenośnych lamp zasilanych energią słoneczną tutaj - zwijaj od punktu początkowego dla dużych przykładów świateł, w dół dla małych. Większe światła zostały zbudowane najpierw przy udziale chińskiego projektanta, który był dobry w tworzeniu rzeczy, które wyglądały dobrze, ale były odporne na pewne sugestie dotyczące uszczelnienia. Uszczelnienie działało „wystarczająco dobrze” po prawidłowym montażu, ale mogło być znacznie lepsze. Mała lampa wykorzystuje prawdziwą przednią uszczelkę typu O-ring i uszczelkę komory akumulatora „prawie o-ringową” (mniej krytyczna) (a kierownik fabryki zarządzał po drodze zmianą konstrukcyjną, ponieważ „wiedział lepiej”). Wszystkie ważne uszczelki przednie działają znakomicie. Lampy są w 100% testowane podczas produkcji na równoważnej głębokości zanurzenia 5 metrów i można na nich polegać, że pozostaną suche w każdym użyciu. (Ponieważ unoszą się na wodzie, osiągnięcie głębokości od 1 do 5 metrów jest zwykle nieatrakcyjne dla użytkowników :-)).
Przełączniki wykorzystują kontaktron z magnesem i są w 100% wodoodporne i wyjątkowo niezawodne w działaniu (zgodnie z projektem).
Mogę i dodam odniesienia do tabeli, zaprojektuję linki i zdjęcia do tej odpowiedzi, jeśli okaże się, że ludzie uznają ją za przydatną. Jeśli wzbudza niewielkie zainteresowanie, nie jest to warte czasu (a na tym etapie muszę zrobić inne rzeczy).