RingCalc
Инженерный подбор уплотнительных колец
Загрузка каталога…
Тип кольца
Схема установки
Радиальное уплотнение поршня
Без движенияДавление →
Нажмите на размер на схеме или выберите соответствующее поле.
Условия эксплуатации

Введите исходные данные

Результаты расчёта и рекомендации появятся здесь.

Инженерные параметры

Настройки подбора колец

Изменения сохраняются в этом браузере и применяются к следующим расчётам.

Инженерная справка

Методика расчёта колец и канавок

Формулы предназначены для предварительного номинального расчёта. Допуски проверяются по применяемому стандарту и данным изготовителя.

1. Основные обозначения

ОбозначениеФизический смысл
d₁Внутренний диаметр свободного кольца
d₂Диаметр сечения O-ring или номинальная высота X-ring
tРадиальная глубина канавки поршня или штока
b₁Осевая ширина радиальной канавки
hОсевая глубина торцевой канавки
rРадиус скругления внутреннего угла канавки
fДлина радиальной монтажной фаски при угле 15°
g / gдопФактический радиальный экструзионный зазор / его допустимый максимум
Поршень: d₃ / d₅ / d₄Диаметр дна канавки / поршня / цилиндра
Шток: d₃ / d₄ / d₅Диаметр штока / отверстия / дна канавки
Фланец: d₄ / d₅ / d₃Внутренний диаметр / наружный диаметр / радиальная ширина канавки
ΔdИзменение внутреннего диаметра кольца после установки, %

2. Площадь сечения

O-ring: A = π·d₂² / 4
X-ring: A ≈ 0,78·d₂²

Для X-ring коэффициент 0,78 является расчётным приближением профиля. Для ответственных конструкций используется фактическая площадь профиля изготовителя.

3. Сжатие и рабочая высота

g = (Dсопр − Dдет) / 2
h = t + g
S = (d₂ − h) / d₂ · 100%
t = d₂·(1 − S/100) − g

Для поршня Dдет = d₅ и Dсопр = d₄; для штока Dдет = d₃ и Dсопр = d₄. Поэтому оба диаметра непосредственно участвуют в сжатии. Для торцевого уплотнения в текущей модели плоскости считаются сомкнутыми: g = 0 и h = t. При проектировании целевое сжатие равно середине настроенного диапазона.

4. Заполнение и ширина

F = A / (b·h) · 100%
b = A / (h·F/100)

Свободный объём необходим для температурного расширения и набухания. По умолчанию приложение использует цель 78% для статического и торцевого, 72% для возвратно-поступательного и вращательного режима. Для X-ring дополнительно применяется b ≥ 1,12·d₂.

5. Поршневое уплотнение

d₃ = d₁·(1 + Δ/100), целевое Δ = +2%
d₅ = d₃ + 2t
d₄ = d₅ + 2g
h = (d₄ − d₃)/2 = t + g

При подборе кольца по готовой канавке исходными являются диаметры д₃, d₅, d₄ и ширина b₁. Приложение вычисляет t = (d₅ − d₃)/2, g = (d₄ − d₅)/2 и рабочую высоту h, после чего проверяет растяжение, сжатие, заполнение и экструзионный зазор.

6. Штоковое уплотнение

d₃ = d₁·(1 + Δ/100), целевое Δ = 0%
d₄ = d₃ + 2g
d₅ = d₄ + 2t
h = (d₅ − d₃)/2 = t + g

При подборе кольца по готовой канавке d₃ — диаметр штока, d₄ — диаметр отверстия, d₅ — диаметр дна канавки. Приложение вычисляет g = (d₄ − d₃)/2 и t = (d₅ − d₄)/2. Для вращения изменение диаметра кольца должно быть минимальным.

7. Торцевое уплотнение

d₃ = (d₅ − d₄) / 2
Давление изнутри: d₅ = (d₁ + 2d₂)·0,99
Давление снаружи: d₄ = d₁·1,02
S = (d₂ − h)/d₂·100%; F = A/(d₃·h)·100%

На схеме d₄ — внутренний диаметр канавки, d₅ — наружный диаметр канавки, d₃ — её радиальная ширина, h — осевая глубина. При внутреннем давлении кольцо должно заранее касаться наружной стенки d₅; при внешнем давлении — внутренней стенки d₄. Фактический зазор между торцевыми плоскостями равен нулю. Кольцо укладывается в открытую канавку, поэтому отдельная монтажная фаска f не рассчитывается; кромки должны быть без заусенцев.

8. Экструзионный зазор

gдоп = min(gP; 0,10·d₂)·kреж·kисп
Поршень: gном = max(0; gдоп − (ESd₄ − EId₅)/2)
Шток: gном = max(0; gдоп − (ESd₄ − EId₃)/2)

По умолчанию gP = 0,25 / 0,15 / 0,10 / 0,05 мм для давления соответственно ≤5 / ≤10 / ≤20 / >20 МПа. Номинальный проектный зазор уменьшается на запас допусков, а после округления приложение повторно проверяет условие gmax ≤ gдоп. kреж: статическое 1,00; возвратно-поступательное 0,85; вращательное 0,70; торцевое 1,00. kисп: поршень 1,00; шток 0,90; торцевое изнутри 1,00; торцевое снаружи 0,90. При высоком давлении, малой твёрдости или пульсациях нужна проверка по диаграмме производителя и, возможно, защитное кольцо.

9. Оценка и ранжирование

По умолчанию «подходит»: сжатие и растяжение внутри настроенных диапазонов, заполнение 55…85%, gфакт ≤ gдоп. «Погранично»: отклонение сжатия не более 3 процентных пунктов, растяжения — не более 2 пунктов, заполнение 45…90% или gфакт ≤ 1,15·gдоп. Остальные случаи не подходят.

Балл = 4·δS + 5·δΔ + |F − Fцель|/5

К пограничному результату добавляется 25 баллов, к неподходящему — 100; меньший балл лучше. Fцель соответствует режиму: 78% или 72%.

10. Допуски и худшие сочетания

Dmin = Dном + EI; Dmax = Dном + ES

Допуски линейных размеров вычисляются по ISO 286. Для внутренних размеров (цилиндр, отверстие, наружная стенка и ширина паза) доступны поля H; для наружных размеров (поршень, шток, внутренняя стенка канавки) — поля f, g и h. Прописная буква относится к внутреннему размеру, строчная — к наружному. При выбранном автоматическом допуске отклонения вычисляются приложением и недоступны для редактирования; собственные значения вводятся только в режиме «Вручную». Допуски d₁ и d₂ самого кольца задаются вручную по стандарту или каталогу изготовителя.

Поршень: hmin = (d₄min − d₃max)/2, hmax = (d₄max − d₃min)/2, gmax = (d₄max − d₅min)/2. Шток: hmin = (d₅min − d₃max)/2, hmax = (d₅max − d₃min)/2, gmax = (d₄max − d₃min)/2. Торцевое исполнение: d₃ изменяется от (d₅min − d₄max)/2 до (d₅max − d₄min)/2. Радиус проверяется отдельно по условию rmax ≤ 0,10·d₂ и не входит в формулы S, Δ и F. Результат считается подходящим только когда весь полученный диапазон сжатия, растяжения, заполнения, радиуса и зазора находится в допустимых границах.

11. Монтажная фаска

Фаска относится только к радиальному монтажному проходу, через который кольцо проходит при сборке. Для угла 15° приложение принимает f ≥ 2,5 / 3,0 / 3,5 / 4,5 / 5,0 / 6,0 мм при d₂ соответственно до 1,80 / 2,65 / 3,55 / 5,35 / 7,00 / свыше 7,00 мм. Для торцевой открытой канавки f не выводится. Независимо от исполнения острые кромки и заусенцы недопустимы.

11. Ручная проверка

  1. Определить режим, исполнение, давление, температуру и среду.
  2. Выбрать d₁ и d₂ либо измерить все диаметры, указанные на схеме.
  3. Задать посадки или нижнее и верхнее отклонения каждого размера.
  4. Рассчитать минимальные и максимальные h, g, S, Δd и F.
  5. Проверить радиус r ≤ 0,10·d₂ и сравнить весь диапазон значений с границами режима.
  6. Проверить худшие сочетания по нормативному документу.

12. Нормативная проверка

Расчёт основан на общих правилах ISO 3601, ISO 286 и отраслевых руководствах производителей. Перед выпуском документации сверяйте размеры и допуски с актуальной редакцией стандарта и каталогом конкретного материала.

Parker O-Ring Handbook · Trelleborg O-Ring Calculator / ISO 3601

Каталог

База данных колец

Просмотр каталога, добавление собственных размеров и редактирование существующих записей.

ТипОбозначениеID, ммСечение, ммСтандарты