Indicazioni costruttive

Definizione del tipo di montaggio
Gli O-Ring vengono usati per applicazioni statiche o dinamiche. Nel tipo di tenuta statico, l'O-Ring può essere impiegato come tenuta assiale, per flange o coperchi, o come tenuta radiale, per aste o pistoni. Nel tipo di tenuta dinamica, l'O-Ring viene utilizzato come tenuta radiale, per aste o pistoni, per lo più per parti in movimento alternativo. In casi eccezionali, l'O-Ring può essere usato per movimenti di brandeggio, ma questo solo tenendo conto di speciali precauzioni di montaggio.Tenuta a flangia, compressione assiale, impiego statico

Sede trapezoidale Per tenere fissato l'O-Ring nella sede in determinati casi di montaggio, come per esempio per sedi di valvole, si devono prevedere delle gole trapezoidali. In questi casi, modeste sollecitazioni dinamiche dell'O-Ring sono ancora ammissibili.

Il controllo dimensionale della superficie di tenuta inclinata meno di 45° è difficile da eseguire. Per questo tipo di montaggio non si devono prevedere dei diametri di corda d2 < 3 mm. L'O-Ring subisce una forte deformazione permanente, che riduce la sua durata di vita. Sono da preferire sedi rettangolari.

La sede si trova nell'albero o nel pistone (tenuta per cilindro) o nella parete del cilindro (tenuta per asta). Con tenuta per cilindro ed asta statica, gli O-Ring vengono compressi radialmente e sono sottoposti alla stessa compressione percentuale come per la tenuta a flangia assiale.

La finitura superficiale qui menzionata vale per O-Ring con una durezza 70 a 90 IRHD/Shore A. Se la finitura superficiale delle superfici di tenuta dovessero essere lavorate con meno pressione per ragioni economiche, si devono utilizzare degli O-Ring più teneri, aumentando la pressione sul diametro della corda.

Per l'impiego nel vuoto, devono essere osservate delle direttive speciali per il dimensionamento dell'O-Ring e della sede che lo accoglie. Valgono le seguenti indicazioni generali di costruzione:

Per l'impiego nel vuoto, l'O-Ring viene montato in alloggiamento, ossia con la superficie utile e la superficie della sezione dell'O-Ring pressoché grandi uguali. Il grado di riempimento cade tra il 90% ed il 100%. 

Per vuoto normale fino a 10 ^–5 mbar possono essere impiegati tutti i nostri materiali standard. Nel campo del vuoto spinto da 10^–6 mbar a 10 ^–9 mbar possono essere impiegati i materiali FPM, CR ed FFKM. Nel campo dell'ultravuoto si devono impiegare i materiali FPM ed FFKM.

Con impiego dinamico, la compressione dell'O-Ring è minore che con impiego statico. Le superfici di tenuta devono avere una migliore finitura, per tenere entro limiti ragionevoli la resistenza d'attrito e l'usura. Come regola generale, si dovrebbe scegliere la sezione di tenuta più grande possibile. Questo per ragioni di compressione e di tolleranze: i diametri di corda più grandi sono sottoposti ad una compressione maggiore ed hanno degli scostamenti di tolleranza percentualmente più piccoli.

Compressione
Contrariamente alla tenuta statica, la deformazione della sezione dell'O-Ring viene tenuta più piccola, per mantenere possibilmente limitati l'attrito, l'abrasione, e l'aumento di temperatura. La compressione minima necessaria dipende dal caso di applicazione (idraulica, pneumatica). La compressione massima è data dall'esigenza di una lunga durata di vita.

Determinazione della compressione 

Le dimensioni di sede contenute nelle tabelle del capitolo «Serie di dimensionamento» sono valide per applicazioni idrauliche dinamiche per O-Ring con una durezza di 70 IRHD/Shore A. Materiali più teneri non sono adatti per applicazioni dinamiche. Impiegando O-Ring con una durezza di 90 IRHD/Shore A, si deve tenere conto di una forza di compressione e con un attrito leggermente superiori. In questo caso, la compressione percentuale può venire leggermente ridotta. Nel diagramma sottostante, la larghezza di banda ammissibile della compressione è stata completamente sfruttata.

Compressione del diametro della corda

Forme delle sedi e finitura superficiale
L'impiego di un O-Ring in servizio dinamico richiede una compressione esattamente definita e valori d'attrito possibilmente ridotti. Questo ha effetto sul dimensionamento della sede e sulla finitura superficiale. Nel caso normale, il volume della sede viene scelto del 25% superiore a quello della sezione dell'O-Ring. La modifica radiale della sezione deve essere assorbita dal sovradimensionamento assiale della sede. Gli O-Ring in alloggiamento hanno una forza di compressione sensibilmente maggiore e devono essere evitati. La dilatazione termica od un eventuale rigonfiamento del materiale possono dare luogo a distruzione. Gli O-Ring per tenuta di aste possono essere ricalcati al diametro esterno dall'1 al 3 %. Il montaggio in una sede del pistone permette una dilatazione del diametro interno fino al 6 %. Questo viene usato specialmente per O-Ring con dimensioni in pollici in sedi con dimensioni metriche. Con pressioni superiori e grandi giochi d'interstizio esiste il pericolo di estrusone (passaggio nell'interstizio) dell'O-Ring. Per questo si devono prevedere degli anelli antiestrusione. Impiegando uno o due anelli antiestrusione, la larghezza C della sede deve essere allargata dell'intera larghezza degli anelli antiestrusione.

Forme delle sedi
La sede si trova nell'albero o nel pistone (tenuta nel cilindro) o nella parete del cilindro (tenuta nell'asta). Per le tenute nel cilindro e nell'asta dinamiche, gli O-Ring vengono compressi radialmente. I valori di compressione oscillano tra 10 % e 19 %, a seconda del diametro della corda.

Tenuta stelo, sede della parete del cilindro

Tenuta nel cilindro, sede nel pistone o nell'albero

Rugosità superficiale
L'osservanza rigorosa delle finiture superficiali qui riportate è un fattore importante per la durata di vita dell'O-Ring. Un loro miglioramento riduce l'abrasione ed aumenta la durata di vita dell'O-Ring.

Superficie	Pressione	Rugosità superficiale			Classe di rugosità
		Ra	Rt	Rz
		μm	μm	μm
Superficie di tenuta	Superficie di strisciamento	0,4	3	1,6	N5
	Fondo sede	0,8	6,3	3,15	N6
Fianchi della sede		0,8	6,3	3,15	N6
Bisello di montaggio		3,2	22	12,5	N8

TENUTA DINAMICA, PNEUMATICA

Nella sezione «Serie di dimensionamento» non sono comprese le dimensioni di montaggio per le applicazioni pneumatiche dinamiche. Nella pneumatica, la compressione degli O-Ring si adegua fortemente ai parametri d'impiego. Gli influssi dei mezzi (aria esente da olio, con olio), la velocità di scorrimento (veloce, lento), la lunghezza della corsa (breve, lunga) ed il servizio (gravoso, leggero) hanno grandi influenze sull'inserzione dell'O-Ring e con questo sulla tenuta e sulla durata di vita. Si può in generale dire che la compressione dell'O-Ring può essere compresa tra il 4 % ed il 14 %. La larghezza ammissibile del campo di compressione è stata completamente sfruttata nel diagramma sottostante. 

Compressione del diametro della corda

 

Determinazione della compressione dell'O-Ring e della profondità della sede
Prima della determinazione della compressione dell'O-Ring devono essere chiariti i seguenti criteri:

• Mezzo aria: senza olio oppure con olio
• Velocità di corsa: alta (≥ 0,5 m/s) oppure bassa (≤ 0,5 m/s)
• Lunghezza di corsa: grande (≥ 0,1 m) oppure piccola (≤ 0,1 m)
• Servizio: pesante, continuativo, tempo di ciclo ≥ 30/min o leggero, sporachico, tempo di ciclo ≤ 30/min.

Ø corda	Compressione di base	Aria		Velocità		Lunghezza di corsa		Servizio
		esente da olio	con olio	alta	bassa	grande	piccola	pesante	leggero
mm	%			≥0,5 m/s	<0,5 m/s	≥0,1 mm	<0,1 mm
1,5 – ≤ 3	14	●	○	●	○	●	○	●	○
> 3 – ≤ 5	12	●	○	●	○	●	○	●	○
> 5 – 7	10	●	○	●	○	●	○	●	○

● la compressione di base viene ridotta dell1,5%
○ la compressione di base rimane invariata, senza riduzione profondità della sede = Ø corda x (100% - compressione effettiva): 100

Esempi compressione O-Ring
Esempio 1
Diametro della corda dell'O-Ring 4 mm
Compressione di base 12%

Criteri d'impiego:

• aria senza olio ●: diminuzione – 1,5%  

• velocità bassa ○: nessuna diminuzione 0,0%  

• corsa lunga ●: diminuzione – 1,5%

• servizio leggero ○: nessuna diminuzione 0,0% 

Totale diminuzioni – 3,0%

Compressione di base 12 % meno 3 %: compressione effettiva risultante 9 %.
Determinazione della profondità della sede D: corda O-Ring 4,0 mm x 0,91 = 3,64 mm

Esempio 2
Diametro della corda dell'O-Ring 6,99 mm
Compressione di base 10%

Criteri d'impiego:

• aria con olio ○: nessuna diminuzione 0,0%

• velocità 0,7 m/s ●: diminuzione – 1,5%

• corsa 0,5 m ●: diminuzione – 1,5%

• servizio pesante ●: diminuzione – 1,5% 

Totale diminuzioni – 4,5%

Compressione di base 10 % meno 4,5 %: compressione effettiva risultante 5,5 %.
Determinazione della profondità della sede D: corda O-Ring 6,99 mm x 0,945 = 6,60 mm

Forme delle sedi e finitura superficiale
L'impiego di O-Ring in applicazioni pneumatiche dinamiche richiede coefficienti minimi d'attrito. Poiché non esiste lubrificazione, o al massimo lubrificazione ridotta, l'usura può essere ridotta mediante compressioni esattamente definite. La larghezza della sede C deve essere leggermente modificata, ossia rimpicciolita, per ottenere una compressione minore rispetto alle applicazioni idrauliche. Per tenute ad asta, gli O-Ring possono essere ricalcati al diametro esterno dall'1% al 3 %. Il montaggio in sede di pistone consente una dilatazione del diametro interno fino al 6 %. Questo viene usato specialmente per O-Ring con dimensioni in pollici in sedi con dimensioni metriche.

Forme delle sedi
La sede si trova nell'albero o nel pistone (tenuta nel cilindro) o nella parete del cilindro (tenuta nell'asta). Per le tenute nel cilindro e nell'asta dinamiche, gli O-Ring vengono compressi radialmente. I valori di compressione si trovano tra 4% e 14%, a seconda del diametro della corda.

Tenuta dell'asta, sede nella parete del cilindro

Tenuta nel cilindro, sede nel pistone o nell'albero