열처리 C 곡선: 알아야 할 모든 것
냉각 속도는 강철의 미세 구조에 어떤 영향을 미칠까요? 열처리의 C-커브는 냉각 중 탄소강의 미세 구조가 어떻게 변화하는지를 보여줍니다. 이 기사에서는 이에 대해 자세히 알아보세요.
이 글에서는 기계적 신뢰성을 보장하는 데 중요한 역할을 하는 오링의 매혹적인 세계를 살펴봅니다. 재료 선택, 설계 고려 사항 및 유지보수 팁에 대한 노련한 엔지니어의 전문적인 통찰력을 배워보세요. 이 중요한 부품에 숨겨진 비밀을 알아보세요!
O링은 원형의 단면을 가진 고무 씰링 링의 일종입니다. 단면이 O자형이라서 그 이름이 붙여졌으며 일반적으로 O링이라고도 합니다.
오링은 19세기 중반에 증기기관 실린더의 씰링 요소로 처음 소개되었습니다. 오늘날에는 경제성, 제조 용이성, 안정적인 성능, 간단한 설치 요구 사항으로 인해 널리 사용되고 있습니다. 그 결과 O링은 기계적 씰링에 가장 널리 사용되는 디자인입니다.
오링은 수십 메가파스칼(킬로파운드) 단위로 측정되는 고압을 견딜 수 있습니다. 회전하는 펌프 샤프트와 유압 실린더 피스톤처럼 부품이 서로 상대적으로 움직이는 정적 및 동적 애플리케이션에 모두 사용할 수 있습니다.
O-링은 일반적으로 원형 단면을 가진 작은 링 모양의 씰링 요소입니다. 제조에 사용되는 주요 재료는 합성 몰딩 컴파운드이며, 유압 공학에서 가장 널리 사용되는 씰 유형입니다. 주로 정적 및 슬라이딩 씰에 사용됩니다.
다른 씰에 비해 O링은 다음과 같은 몇 가지 장점이 있습니다:
a. 효과적인 밀봉과 긴 서비스 수명
b. 하나의 링으로 양방향으로 밀봉하는 기능
c. 오일, 온도 및 압력과의 우수한 호환성
d. 낮은 동적 마찰 저항
e. 작은 크기, 가벼운 무게 및 저렴한 비용
f. 간단하고 쉽게 분해할 수 있는 씰링 구조
g. 정적 또는 동적 씰로 사용할 수 있는 기능
h. 표준화된 크기와 홈으로 선택 및 소싱이 편리합니다.
O링의 단점 중 하나는 동적 씰로 사용할 경우 마찰 저항이 커서 동적 마찰보다 약 3~4배 더 크다는 것입니다. 또한 높은 압력 하에서 장벽에 압착되는 경향이 있습니다.
1GB/T3452.1-1982 표현 방법
내경 d1 × 와이어 직경 d2
예를 들어
"20"은 O링의 내경이 20mm임을 나타냅니다.
'2.4'는 O링의 단면적 지름을 의미하며, 2.4mm입니다.
"GB3452.1"이 표준 번호입니다.
"82"는 표준이 발표된 연도를 나타냅니다.
'2400'은 O링의 단면 지름을 나타내며, 2.4mm입니다.
"0200"은 O링의 내경이 20mm임을 나타냅니다.
첫 번째 예에서와 같이 'GB3452.1'은 표준 번호이고 '82'는 표준이 발표된 연도를 나타냅니다.
2. 2. GB/T3452.1-2005
예를 들어
(1) O-링 7.5 × 1.8G GB/T3452.1
"7.5"는 O링의 내경을 나타냅니다.
"1.8"은 O링의 단면 지름을 나타냅니다.
"G" 시리즈는 "범용 O-링"을 의미합니다. "항공우주용 O링"을 의미하는 "A"와 같은 다른 시리즈도 있습니다.
(2) A 0 × 0 × 7 × 5XG GB/T3452.1
"A" 시리즈는 O링 와이어 직경이 1.80mm인 것을 의미합니다. 다음과 같이 와이어 직경이 다른 다른 시리즈도 있습니다:
오링은 압출 씰의 일종입니다. 압출 씰의 기본 원리는 씰의 탄성 변형에 의존하여 씰링 표면에 접촉 압력을 생성하는 것입니다. 이 접촉 압력이 밀봉된 매체의 내부 압력보다 크면 누출이 발생하지 않고, 그렇지 않으면 누출이 발생합니다. 매체 자체가 오링의 접촉 상태를 변경하여 밀봉을 달성하는 과정을 "자체 밀봉"이라고 합니다.
Q링 사전 밀봉
자체 밀봉 효과:
사전 밀봉 효과로 인해 오링은 밀봉된 매끄러운 표면과 홈의 바닥에 모두 밀착되어 있습니다. 그 결과 유체가 틈새를 통해 홈으로 들어가면 오링의 한쪽에만 작용합니다. 유체 압력이 높으면 오링이 홈의 반대편으로 밀려나 D자 모양으로 압착되어 압력을 접촉면으로 전달합니다.
그러나 오링의 자체 밀봉 기능은 제한적입니다. 내부 압력이 너무 높으면 오링에 '고무 압출'이 발생할 수 있습니다. 이는 씰링 지점에 틈이 있고 높은 압력으로 인해 틈에 응력이 집중될 때 발생합니다. 응력이 일정 수준에 도달하면 고무가 압착됩니다. 오링이 일시적으로 씰을 유지할 수 있지만 실제로는 손상된 것입니다. 따라서 용도에 적합한 오링을 신중하게 선택하는 것이 중요합니다.
In 동적 씰의 경우 오링의 사전 밀봉 및 자체 밀봉 효과는 정적 씰의 경우와 유사합니다. 그러나 동적 씰의 경우 이동 중에 오링과 로드 사이에 유체가 유입될 수 있기 때문에 상황이 더 복잡합니다.
로드가 작동 중일 때 오링의 왼쪽에 중간 압력 P1이 작용하면(그림 a 참조), 자체 밀봉 효과로 인해 오링이 로드에 가하는 접촉 압력이 P1보다 커져 밀봉이 보장됩니다.
그러나 막대가 오른쪽으로 움직이기 시작하면 막대에 부착된 매체가 O링과 막대 사이의 틈새로 이동합니다(그림 b). 유체 역학적 효과로 인해 매체의 이 부분의 압력이 P1보다 커지고 막대에 대한 O링의 접촉력을 초과하여 매체가 O링의 첫 번째 홈으로 압착될 수 있습니다(그림 c). 막대가 오른쪽으로 계속 움직이면 매체가 다음 홈으로 계속 들어가 막대가 움직이는 방향으로 누출이 발생합니다.
로드의 구동 방향이 압력 방향과 반대이므로 로드가 왼쪽으로 움직일 때 누출이 발생할 가능성이 적습니다. 누출 가능성은 매체의 점도와 로드 이동 속도에 따라 증가하며, 오링의 크기 및 작동 압력과도 밀접한 관련이 있습니다.
또한 끝면의 모따기 홈에 스퀴즈 씰이 장착되어 있으며 두 가지 특수 씰링 방식이 있습니다:
3.1.1 C노출 비율
O링의 압축비(W)는 다음과 같이 표현됩니다:
W = (d2 - h) / d2 × 100%
Where:
d2 - 자유 상태의 오링 단면 지름(mm)
h - 압축 후 오링의 단면 높이인 오링 홈의 바닥과 밀봉된 표면 사이의 거리(홈 깊이)로, 오링의 단면적 높이(mm)입니다.
O링의 압축비를 선택할 때는 다음 요소를 고려하는 것이 중요합니다:
압축비(W)의 선택은 서비스 조건과 정적 씰인지 동적 씰인지 여부도 고려해야 합니다.
스태틱 씰은 다시 방사형 씰과 축방향 씰로 나눌 수 있습니다. 방사형 씰은 방사형 간극이 있고 축 방향 씰은 축 방향 간극이 있습니다.
축 씰은 압력 매체가 오링의 내경 또는 외경에 작용하는지 여부에 따라 내부 압력 씰과 외부 압력 씰로 더 나눌 수 있습니다. 내부 압력은 장력을 증가시키는 반면 외부 압력은 오링의 초기 장력을 감소시킵니다.
이러한 다양한 형태의 정적 씰의 경우 O링의 씰링 매체의 방향이 다르기 때문에 사전 압력 설계도 달라집니다.
동적 씰의 경우 왕복 씰과 회전 씰을 구분하는 것이 중요합니다.
회전 운동 씰의 압축비를 선택할 때는 줄 열 효과를 고려해야 합니다. 일반적으로 회전 운동에 사용되는 O-링의 내경은 샤프트 직경보다 3%~5% 더 크고 외경의 압축비는 -3%~8%입니다.
저마찰 용도에 사용되는 오링의 경우 일반적으로 마찰 저항을 줄이기 위해 5%~8%의 작은 압축비를 선택합니다. 또한 매체와 온도에 따른 고무 소재의 팽창을 고려하는 것도 중요합니다.
일반적으로 허용되는 최대 확장률은 주어진 압축 변형에 더해 15%입니다. 이 범위를 초과하는 경우 이는 재료 선택 은 부적절하며 다른 재질의 오링을 사용하거나 주어진 압축 변형률을 수정해야 합니다.
3.1.2 S스트레칭 양
오링이 씰링 홈에 설치되면 일반적으로 일정 수준의 장력이 가해집니다. 이 장력은 압축비와 마찬가지로 오링의 씰링 성능과 수명에 큰 영향을 미칩니다. 과도한 장력은 오링을 설치하기 어렵게 만들고 압축비를 감소시켜 누출로 이어집니다.
스트레칭 양은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다:
A = (D + D2) / (D1 + D2)
Where:
D - 샤프트 직경(mm) D1 - 오링 내경(mm)
권장 연신량 범위는 1%~5%입니다. 표 1은 O-링의 권장 연신량을 제공하며, 샤프트 직경 크기에 따라 연신량을 선택하거나 제한할 수 있습니다.
표 I 오링의 압축비 및 연신량 한계치
| 씰링 양식 | 밀봉 매체 | 스트레칭 양 a (%) | 압축 비율 w(%) |
| 정적 씰 | 유압 오일 | 1.03~1.04 | 15~25 |
| Air | <1.01 | 15~25 | |
| 왕복 동작 | 유압 오일 | 1.02 | 12~17 |
| Air | <1.010.95~1 | 12~173~8 | |
| 회전 모션 | 유압 오일 | 0.95~1 | 3~8 |
O링의 압축은 주로 설치 홈의 디자인과 치수에 따라 결정됩니다.
직사각형과 삼각형 그루브가 가장 일반적으로 사용되는 모양이며, 삼각형 그루브는 특정 고정 씰에만 사용됩니다.
정적 씰, 왕복 씰 및 동적 씰의 홈 모양은 비슷할 수 있지만 다양한 압축 요구 사항을 수용하기 위해 크기가 다양합니다.
3.2.1 S로트 너비
슬롯 너비는 다음 세 가지 관점에서 고려됩니다:
일반적으로 O링의 단면적은 직사각형 단면적의 최소 85%를 차지하는 것이 좋습니다. 대부분의 경우 그루브 폭은 O링 단면 지름의 1.5배입니다.
홈이 좁으면 마찰이 증가하여 O링의 마모가 증가한다는 점에 유의하세요. 반면 홈이 너무 넓으면 오링의 운동 범위가 넓어져 마모되기 쉽습니다. 또한 맥동하는 압력이 있는 정적 씰에서는 오링이 맥동하는 움직임과 비정상적인 마모가 발생할 수 있습니다.
고압 상황에서는 고정 링을 사용해야 하며, 그에 따라 홈 폭을 늘려야 합니다.
3.2.2 G루브 깊이
홈의 깊이는 오링이 제대로 작동하는 데 중요한 요소입니다. 이는 주로 오링의 압축 변형에 따라 달라집니다.
이 변형은 오링 내경의 압축 변형(A1)과 오링 외경의 압축 변형(A2)으로 구성됩니다.
A1=A2일 때 O링의 단면이 홈 단면의 중심과 일치하고 두 원이 동일하여 설치 중에 O링이 늘어나지 않음을 나타냅니다.
A1>A2일 경우 오링 단면 중심 둘레가 홈 중심 둘레보다 작아 오링이 늘어난 상태로 설치되었음을 나타냅니다.
A1<A2인 경우, 오링 부분의 둘레가 홈 부분의 중심 둘레보다 큽니다. 이 경우 오링은 원주 압축으로 설치되며 분해 시 튀어나옵니다.
홈 깊이를 설계할 때는 오링의 용도를 먼저 고려한 다음 합리적인 압축 변형률을 선택해야 합니다. 매체 내 재료의 팽창, 재료 자체의 팽창 및 기타 관련 요인도 고려해야 합니다.
그러나 그루브의 구조에 대해 국가에서 제공하는 관련 표준이 있습니다.
3.2.3 S그루브의 선택 및 디자인
1. 그루브의 설치 형태
설명합니다:
표 II 오링의 방사형 홈 크기
| O링 단면 직경 d2 | 1.80 | 2.65 | 3.55 | 5.30 | 7.00 | ||
| 트렌치 너비 | 공압 씰 | 2.2 | 3.4 | 4.6 | 6.9 | 9.3 | |
| 유압식 동적 씰 또는 정적 씰 | b+0.25 | 2.4 | 3.6 | 4.8 | 7.1 | 9.59.5 | |
| b1+0.25 | 3.8 | 5.0 | 6.2 | 9.0 | 12.3 | ||
| b2+0.25 | 5.2 | 6.4 | 7.6 | 10.9 | 15.1 | ||
| 홈 깊이 t | 피스톤 로드 씰, (D3 계산용) | 유압식 다이내믹 씰 | 1.42 | 2.16 | 2.96 | 4.48 | 5.95 |
| 공압 씰 | 1.46 | 2.23 | 3.03 | 4.65 | 6.20 | ||
| 정적 씰 | 1.38 | 2.07 | 2.74 | 4.19 | 5.67 | ||
| 피스톤 로드 씰, (D6 계산용) | 유압식 다이내믹 씰 | 1.47 | 2.24 | 3.07 | 4.66 | 6.16 | |
| 공압 씰 | 1.57 | 2.37 | 3.24 | 4.86 | 6.43 | ||
| 정적 씰 | 1.42 | 2.15 | 2.85 | 4.36 | 5.89 | ||
| 최소 모따기 길이 Zmin | 1.1 | 1.5 | 1.8 | 2.7 | 3.6 | ||
| 그루브 바닥 필렛 반경 R1 | 0.2-0.4 | 0.4-0.8 | 0.8-1.2 | ||||
| 그루브 필렛 반경 r2 | 0.1-0.3 | ||||||
| 피스톤 로드 씰 홈 바닥의 최대 직경 d3max=d4+2t, d4 피스톤 로드 직경 | |||||||
| 피스톤 로드 씰 홈 바닥의 최소 직경 d6분=d최대 5m+2t, d최대 5m 피스톤 로드 최대 직경. | |||||||
중국은 그루브 크기 시리즈 오링에 대한 표준을 제정했습니다. 자세한 내용은 표 3에서 확인할 수 있습니다.
표 III 씰링을 위한 홈 크기 및 압축
| 0링 섹션 치수 공차 | 1.9±0.08 | 2.4±0.08 | 3.1±0.10 | 3.5±0.10 | 5.7±0.15 | 8.6±0.16 | |||
| 축 고정 씰 | 압축 용량 | 0.60~0.40 | 0.70~0.504 | 0.85~0.55 | 0.90~0.65 | 1.3~0.9 | 1.6~1.0 | ||
| 홈 크기 | h | 1.3~1.5 | 1.7~1.9 | 2.25~2.55 | 2.60~2.85 | 4.40~4.80 | 7.00~2.60 | ||
| b | 2.50 | 3.20 | 4.2 | 4.70 | 7.50 | 11.2 | |||
| r≤ | 0.40 | 0.7 | 0.80 | ||||||
| 스포츠용 | 압축 용량 | 0.47~0.28 | 0.47~0.27 | 0.54~0.30 | 0.60~0.324 | 0.85~0.45 | 1.06~0.68 | ||
| 홈 크기 | h | 1.43~1.62 | 1.93~2.13 | 2.65~2.80 | 2.90~3.18 | 4.85~5.25 | 7.54~7.92 | ||
| b | 고정 링 미포함 | 2.5 | 3.2 | 4.2 | 4.70 | 7.5 | 11.2 | ||
| 고정 링 추가 | 3.9 | 4.4 | 5.2 | 6.0 | 9.0 | 13.2 | |||
| 두 개의 고정 링 추가 | 5.40 | 6.0 | 7.0 | 7.8 | 11.5 | 17.2 | |||
| r≤ | 0.4 | 0.7 | 0.8 | ||||||
| 참고: h는 홈의 높이를, b는 트렌치의 너비를, r은 홈의 모따기를 나타냅니다. | |||||||||
3. O링 홈 가공 요구 사항
스크래치 및 부적절한 설치로 인한 누출을 방지하기 위해 오링을 설치할 때 홈 및 관련 구성 요소의 정확성에 대한 특정 요구 사항이 있습니다.
먼저 설치 시 통과하는 모서리는 뭉툭하거나 둥글게 처리해야 하며, 통과하는 내부 구멍은 10~20도 각도로 모따기해야 합니다.
둘째, 오링의 설치 경로를 따라 표면 정확도를 신중하게 고려해야 합니다. 샤프트의 거칠기 값이 낮아야 하며 필요한 경우 윤활 처리를 해야 합니다.
설치 홈 및 일치하는 표면 정확도에 대한 요구 사항은 표 IV에서 확인할 수 있습니다.
표 IV O형 고무 씰 홈의 결합 부품 표면 마감 처리
| 표면 | 애플리케이션 | 압력 조건. | 표면 마감 |
| 트렌치 바닥 및 측면 | 견고한 밀봉 | 비교대 및 비펄스, | R.3.2um |
| 교대 또는 펄스, | R.1.6um | ||
| 다이나믹 씰, | 비교대 및 비펄스. | ||
| 짝짓기 표면 | 견고한 밀봉 | 비교대 및 비펄스. | R.1.6um. |
| 교대 또는 펄스, | R.0.8um | ||
| 다이나믹 씰 | R0.4 μ m |
O링 소재의 선택은 다음 요소를 고려합니다:
일반적으로 내유성에는 니트릴 고무, 내후성 및 오존 저항성에는 클로로프렌 고무, 내열성에는 아크릴레이트 고무 또는 염소 고무, 고압 저항성 및 내마모성에는 폴리우레탄 고무, 내한성 및 내유성에는 코폴리아졸 고무가 사용됩니다.
다양한 접착제의 적용 범위는 표 5에서 확인할 수 있습니다.
표 V 오링 씰링 재료 사용에 대한 사양
| 재료 과학 | 적용 가능한 미디어 | 서비스 온도 / ℃ | 비고 | |
| 스포츠용 | 정적 사용 | |||
| 니트릴 고무 | 미네랄 오일, 휘발유, 벤젠 | 80 | -30~120 | |
| 네오프렌 | 공기, 물, 산소 | 80 | -40~120 | 스포츠 관련 주의사항 |
| 부틸 고무 | 동물성 및 식물성 기름, 약산성, 알칼리성 | 80 | -30~110 | 큰 영구 변형, 미네랄 오일에 적합하지 않음 |
| 부타디엔 스티렌 고무 | 알칼리, 동물성 및 식물성 기름, 공기, 물 | 80 | -30~100 | 미네랄 오일에는 적용되지 않음 |
| 천연 고무 | 물, 약산성, 약염기성 | 60 | -30~90 | 미네랄 오일에는 적용되지 않음 |
| 실리콘 고무 | 고온 및 저온 오일, 광유, 동물성 및 식물성 오일, 산소, 약산, 약염기 | -60~260 | -60~260 | 증기에는 적합하지 않으며, 움직이는 부품에는 사용하지 마십시오. |
| 클로로설폰화 폴리에틸렌 | 고온 오일, 산소, 오존 | 100 | -10~150 | 움직이는 부품에 사용하지 마세요. |
| 폴리우레탄 고무 | 물, 기름 | 60 | -30~80 | 내마모성이 뛰어나지만 고속 사용은 피하세요. |
| 불소 고무 | 뜨거운 오일 증기 공기, 무기산 | 150 | -20~200 | |
| 테플론 | 산, 염기, 다양한 용매 | -100~260 | 움직이는 부품에는 적용되지 않음 | |
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