O-Ring - Dichtomatik

O-Ring
Gli O-Ring sono elementi di tenuta
di forma toroidale. Il principio
di funzionamento si basa sulla
deformazione della sezione.
O-Ring
d2
La semplicità della forma e l’affidabilità
funzionale di un O-Ring lo rendono un
elemento di tenuta di concezione
talmente geniale che risulta essere il tipo
di tenuta più frequentemente usata.
Questo è reso possibile anche dai
contenuti costi di produzione e dalla
facilità di installazione.
d1
La designazione dell’O-Ring è data
dalla dimensione del suo diametro
interno e dal diametro della sezione
in mm, dal nome del materiale
e dalla sua durezza (elasticità).
esempio: 25 x 1.5 NBR 70
Funzionamento
La funzione di tenuta dell’O-Ring si basa
sulla deformazione assiale o radiale
della sua sezione a montaggio
avvenuto.
La pressione del fluido incrementa
la deformazione aumentando in tal
modo l’efficacia di tenuta.
Col diminuire della pressione
la deformazione ritorna allo stato
iniziale.
Applicazioni
Dichtomatik prevede una
differenziazione fra la tenuta statica
di parti non in movimento e la tenuta
dinamica di elementi di macchina
in movimento. Per ulteriori dettagli
consultare il capitolo intitolato
“Istruzioni per la progettazione delle
sedi” a pag. 20.
5
Dimensioni e tolleranze
d1
d2
Tolleranze per O-Ring secondo
DIN ISO 3601 e DIN 3771
d1
Tol
d1
Tol
d1
Tol
≤ 2.5
4.5
6.3
8.5
10.0
±
±
±
±
±
0.13
0.14
0.15
0.16
0.17
75
77.5
80
82.5
85
±
±
±
±
±
0.66
0.67
0.69
0.71
0.73
272
280
290
300
307
±
±
±
±
±
2.02
2.08
2.14
2.21
2.25
11.2
14
16
18
20
±
±
±
±
±
0.18
0.19
0.2
0.21
0.22
87.5
90
92.5
95
97.5
±
±
±
±
±
0.75
0.77
0.79
0.81
0.83
315
325
335
345
355
±
±
±
±
±
2.3
2.37
2.43
2.49
2.56
21.2
23.6
25
26.5
28
±
±
±
±
±
0.23
0.24
0.25
0.26
0.28
100
103
106
109
112
±
±
±
±
±
0.84
0.87
0.89
0.91
0.93
365
375
387
400
412
±
±
±
±
±
2.62
2.68
2.76
2.84
2.91
30
31.5
33.5
34.5
35.5
±
±
±
±
±
0.29
0.31
0.32
0.33
0.34
115
118
122
125
128
±
±
±
±
±
0.95
0.97
1
1.03
1.05
425
437
450
462
475
±
±
±
±
±
2.99
3.07
3.15
3.22
3.3
36.5
37.5
38.7
40
41.2
±
±
±
±
±
0.35
0.36
0.37
0.38
0.39
132
136
140
145
150
±
±
±
±
±
1.08
1.1
1.13
1.17
1.2
487
500
515
530
545
±
±
±
±
±
3.37
3.45
3.54
3.63
3.72
42.5
43.7
45
46.2
47.5
±
±
±
±
±
0.4
0.41
0.42
0.43
0.44
155
160
165
170
175
±
±
±
±
±
1.24
1.27
1.31
1.34
1.38
560
580
600
615
630
±
±
±
±
±
3.81
3.93
4.05
4.13
4.22
48.7
50
51.5
53
54.5
±
±
±
±
±
0.45
0.46
0.47
0.48
0.5
180
185
190
195
200
±
±
±
±
±
1.41
1.44
1.48
1.51
1.55
650
670
>670
±
±
±
4.34
4.46
0.7%
d2
Tol
56
58
60
61.5
63
±
±
±
±
±
0.51
0.52
0.54
0.55
0.56
206
212
218
224
230
±
±
±
±
±
1.59
1.63
1.67
1.71
1.75
≤
≤
≤
≤
≤
65
67
69
71
73
±
±
±
±
±
0.58
0.59
0.61
0.63
0.64
236
243
250
258
265
±
±
±
±
±
1.79
1.83
1.88
1.93
1.98
≤ 8
≤10
1.8
2.65
3.55
5.3
7
±
±
±
±
±
0.08
0.09
0.1
0.13
0.15
±
±
0.16
0.18
Per dimensioni intermedie,
scegliere la tolleranza superiore.
casi le tolleranze riportate nella
suindicata tabella non sono valide.
Le tolleranze dimensionali dell’O-Ring
finito si ottengono utilizzando
attrezzature di produzione concepite
in modo da tener conto del ritiro
dell’elastomero.
Spesso è possibile usare stampi ed
elastomeri con ritiro analogo; in questi
Le tolleranze riportate possono essere
ulteriormente ridotte modificando
l’elastomero e usando speciali processi
produttivi.
6
Criteri per il controllo
della qualità
(metodi di misura)
Teoricamente, il diametro interno (d1)
si misura utilizzando calibri conici
graduati.
Per O-Ring con diametro interno
superiore a 250 mm è sufficiente
un nastro metrico (diametrometro).
Per O-Ring di dimensioni molto piccole è
opportuno adottare la misurazione
di tipo ottico (meno di 1 mm di diametro
interno).
Imperfezioni superficiali
Dichtomatik lavora attivamente per il
raggiungimento di una qualità
del prodotto esente da difetti, lavorando
in stretta collaborazione con i suoi clienti
e affinando le tecniche di produzione.
Gli standard di qualità Dichtomatik per
O-Ring sono secondo la norma DIN
3771 parte 4, classe di qualità N.
La sezione trasversale dell’O-Ring (d2)
viene misurata mediante spessimetro
dinamometrico. La forza di contatto fra
le superfici di misurazione deve essere
di 1 N.
Limiti massimi accettabili per le
imperfezioni superficiali
Tipo di imperfezione superficiale
Di.
Classe N
Sezione (d2)
1.8
2.65 3.55 5.3
7
Classe S
Sezione (d2)
1.8
2.65 3.55
5.3
7
Sfalsamento (disassamento e asimmetria)
v
0.08
0.1
0.13
0.15
0.15
0.08
0.08
0.1
0.12
0.13
Combinazione di bava, sfalsamento
e giunto di separazione
g
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
0.1
0.1
0.13
0.15
0.15
e
t
0.18
0.08
0.27
0.08
0.36
0.1
0.53
0.1
0.7
0.13
0.1
0.08
0.15
0.08
0.2
0.1
0.2
0.1
0.3
0.13
v
v
v
g
g
Solcatura
e
t
Eccessiva rettifica
Scostamenti della sezione dalla forma circolare sono ammessi se la superficie risultante è
ben raccordata e se le sue dimensioni rientrano nel campo di tolleranza d2.
Tracce di scorrimento
0.03 x d1 o 1)
0.05 x d1 o 1)
1.5
1.5
6.5
6.5
6.5
1.5
1.5
1
t
0.08
0.05
(non sono ammesse tracce di scorrimento disposte radialmente)
l
t
5
5
0.63
0.1
1
0.13
l
Mancanza di materiale ed intaccatura
(inclusi i giunti di separazione)
t
a
t
0.6
0.08
0.8
0.08
1
0.1
1.3
0.1
1.7
0.13
a
7
a
1)
il valore maggiore è determinante.
0.15
0.08
0.25
0.08
0.4
0.1
Materiali
Dichtomatik produce gli O-Ring in
quattro materiali standard ed in una
vasta gamma di materiali speciali,
la maggioranza dei quali sono
elastomeri.
Gli elastomeri si differenziano per il
polimero base da cui sono costituiti.
La tabella che segue contiene la
nomenclatura usata per gli elastomeri
secondo le norme DIN ISO 1629 e
ASTM D 1418.
Nomenclatura dei polimeri
base
Descrizione chimica
gomma nitrilica
gomma nitrilica idrogenata
gomma fluorurata
gomma perfluorurata
gomma etilene-propilene-diene
gomma siliconica
gomma fluorosiliconica
gomma cloroprene
uretano poliestere
uretano polietere
gomma naturale
gomma poliacrilato
gomma butadiene-stirolo
gomma epicloridrinica
gomma clorosolfonilpolietilene
gomma butadiene
gomma isoprene
gomma butilica
Abbreviazione
DIN ISO 1629
ASTM D 1418
NBR
(HNBR)
FPM
(FFPM)
EPDM
VMQ
FVMQ
CR
AU
EU
NR
ACM
SBR
ECO
CSM
BR
IR
IIR
NBR
HNBR
FKM
FFKM
EPDM
VMQ
FVMQ
CR
AU
EU
NR
ACM
SBR
ECO
CSM
BR
IR
IIR
( ) = non elencata nella norma
Il materiale finito si ottiene unendo alla
materia prima, la gomma, numerosi
ingredienti come le cariche, i pigmenti, i
plastificanti, gli ausiliari per la
lavorazione, gli antinvecchianti, gli
agenti vulcanizzanti, gli acceleranti di
vulcanizzazione, i ritardanti ecc..
Questo processo permette di ottenere le
caratteristiche specifiche richieste per il
materiale. Sono disponibili sia materiali
standard utili per una vasta gamma di
applicazioni, che materiali speciali per
applicazioni dove sono richieste
caratteristiche molto elevate.
L’ O-Ring raggiunge la sua forma
definitiva attraverso un processo di
vulcanizzazione durante il quale, in
seguito ad una trasformazione chimicofisica la gomma passa dallo stato
prevalentemente plastico allo stato
elastico acquisendo le sue caratteristiche
meccaniche finali (durezza, resistenza
alla trazione, allungamento a rottura,
compression-set, ecc.).
8
Elastomeri standard
Dichtomatik dispone a magazzino
di O-Ring in una vasta gamma di
dimensioni in quattro materiali standard:
Mescole standard Dichtomatik
Elastomero base
Abbreviazione Durezza
DIN ISO 1629
[Shore A]
Colore
Campo di temp. [°C]
min
max
gomma nitrilica
NBR
70
80 + 90
nero
–30
–25
100 120*
100 120*
*breve durata
gomma fluorurata
FPM
80
nero
–15
200
gomma-etilene
propilene-diene
EPDM
70
nero
–45
130
gomma-siliconica
VMQ
70
rossomarrone
–55
200
Il campo di temperatura e la resistenza
ai fluidi sono criteri fondamentali per la
scelta di un materiale. Tuttavia, occorre
tenere presenti le caratteristiche
meccaniche di un elastomero poiché
esse sono determinanti ai fini della
durata della guarnizione.
La guida alla resistenza redatta da
Dichtomatik fornisce dettagli specifici
relativamente alla resistenza ai fluidi
dei diversi elastomeri.
NBR – gomma nitrilica /
nome commerciale p.es.
Perbunan®(Bayer)
L’NBR è il materiale più comunemente
utilizzato per gli O-Ring, per le sue
buone caratteristiche meccaniche e di
resistenza ai grassi e agli oli minerali.
Queste proprietà vengono determinate
dal contenuto di acrilonitrile (ACN tra
18 e 50%). Un basso contenuto di
ACN garantisce buona flessibilità alle
basse temperature, ma offre resistenza
limitata agli oli e ai carburanti;
aumentando il contenuto di ACN, la
flessibilità alle basse temperature
diminuisce, mentre aumenta la
resistenza agli oli e ai carburanti.
9
L’NBR standard Dichtomatik per O-Ring
prevede un contenuto medio di ACN
per soddisfare una vasta gamma di
applicazioni con caratteristiche
equipollenti. L’NBR ha buone
caratteristiche meccaniche quali:
elevata resistenza all’abrasione, bassa
permeabilità ai gas e buona resistenza
ai lubrificanti e ai grassi a base di oli
minerali, agli oli idraulici H, H-L, H-LP,
ai liquidi non-infiammabili HFA, HFB,
HFC, agli idrocarburi alifatici, ai grassi
ed agli oli siliconici, e all’acqua sino a
80°C circa.
In generale, l’NBR non è resistente agli
idrocarburi aromatici e clorurati, ai
combustibili ad elevato contenuto
aromatico, ai solventi polari, ai fluidi
per freni a base di glicole e ai fluidi
idraulici HDF non-infiammabili. Inoltre,
mostra scarsa resistenza all’ozono,
all’esposizione all’azione degli agenti
atmosferici e all’invecchiamento ma,
nella maggior parte delle applicazioni,
questo non ha effetti negativi.
FPM – gomma fluorurata /
Nome commerciale p. es. Viton®
(Du Pont-Dow Elastomers)
I materiali FPM sono rinomati per la
loro elevatissima resistenza alle
temperature e alle sostanze chimiche.
Altri vantaggi rilevanti sono l’eccellente
resistenza all’invecchiamento e
all’ozono, l’esigua permeabilità ai gas
(ottima per applicazioni sotto vuoto) e
l’autoestinguenza.
L’FPM standard per O-Ring ha
eccellente resistenza ai grassi e agli oli
minerali, agli idrocarburi alifatici,
aromatici e clorurati, ai combustibili,
ai fluidi idraulici non-infiammabili HDF,
e a molti solventi organici e chimici.
Oltre ai materiali FPM standard, vengono
sviluppate numerose mescole speciali con
differenti composizioni di catene
polimeriche e vari contenuti di fluoro
(65% ⫼ 71%), per applicazioni speciali.
In generale, l’FPM non è resistente
all’acqua calda, al vapore, ai solventi
polari, ai liquidi per freni a base
di glicole e agli acidi organici a basso
contenuto molecolare.
VMQ – gomma siliconica /
Nome commerciale p. es.
Silopren®
(Bayer)
Le gomme siliconiche sono rinomate
per la loro estesa gamma di
temperature di applicazione, eccellente
resistenza all’ozono, all’esposizione
agli agenti atmosferici e
all’invecchiamento. In paragone con
altri elastomeri, le proprietà
meccaniche del silicone sono inferiori.
In generale, i materiali siliconici sono
fisiologicamente innocui per cui
vengono impiegati anche dalle
industrie alimentari e biomedicali.
Il silicone standard si può usare a
temperature comprese fra – 55°C e +
200°C, è resistente all’acqua (sino a
100°C), agli oli alifatici per
trasmissioni, e agli oli e grassi animali
e vegetali.
In genere, il silicone non è resistente ai
combustibili, agli oli minerali aromatici,
al vapore (per brevi periodi sino a
120°C), agli oli e grassi siliconici, agli
acidi e agli alcali.
EPDM – gomma etilenepropilene-diene /
Nome commerciale p. es. Nordel®
(Du Pont-Dow Elastomers)
In generale, i materiali EPDM hanno
elevata resistenza all’acqua calda, al
vapore, all’invecchiamento e ai prodotti
chimici e sono adatti per applicazione
in una vasta gamma di temperature.
Essi si dividono in tipi vulcanizzati allo
zolfo e al perossido. I composti
vulcanizzati al perossido sono adatti per
temperatura più elevate ed hanno un
compression set molto inferiore.
L’EPDM ha buona resistenza all’acqua
calda e al vapore, ai detergenti, alle
soluzioni all’idrossido di potassio, ai
grassi ed oli siliconici, a molti solventi
polari, agli acidi diluiti. Per i liquidi per
freni a base di glicole, si consiglia l’uso
di qualità speciali. I materiali EPDM
non sono assolutamente adatti per
utilizzo con tutti i prodotti a base di oli
minerali (lubrificanti, combustibili).
Sono utilizzabili da –45°C e + 130°C
(da –50°C a + 150°C per
vulcanizzazione al perossido).
10
Confronto fra diverse caratteristiche degli elastomeri
Caratteristiche
Materiali
NBR
FPM
EPDM
zolfo
EPDM
perossido
VMQ
HNBR
FFPM
FVMQ
CR
AU / EU
Compression set
1
1
3
1
2
1
3
2
2
3
Resistenza alla lacerazione
2
2
3
2
4
1
2
3
2
1
Resistenza all’abrasione
2
2–3
2
2
4
2
3
3
2
1
Resistenza all’invecchiamento
4
1
2
2
1
2
1
1
2
1
Resistenza all’ozono
4
1
2
2
1
2
1
1
2
1
Resistenza all’olio e al grasso
2
1
5
5
3
2
1
2
3
2
Resistenza ai combustibili
4**
2**
5
5
4
3
1
2
3
3
Resistenza all’acqua calda [°C]
80**
80**
130
150
100
100** ***
100
80
50
Resistenza al vapore [°C]
–
–
130
175
120*
–
***
120*
–
–
Resistenza al calore
materiali standard [°C]
100
200
130
150
200
150
260
175
100
100
Resistenza al calore
materiali speciali [°C]
120
–
–
–
250
–
330
–
–
–
Resistenza alle basse temperature
materiali standard [°C]
–30
–15
–45
–50
–55
–30
–15
–55
–40
–40
Resistenza alle basse temperature
materiali speciali [°C]
–50
–35
–
–
–
–40
–35
–
–50
–
1 = ottima / 2 = buona / 3 = media / 4 = bassa / 5 = debole
* = breve durata / ** = risultato migliore solo con materiali speciali /
*** = a seconda del materiale
11
Elastomeri speciali
HNBR – gomma nitrilica
idrogenata / nome commerciale
p. es. Therban® (Bayer)
L’HNBR si ottiene mediante
idrogenazione parziale o totale
dell’NBR. Questo comporta un notevole
miglioramento della resistenza al
calore, all’ozono e all’invecchiamento,
con conseguenti ottime caratteristiche
meccaniche. La resistenza ai fluidi è
paragonabile a quella dell’NBR.
FFPM – gomma perfluorurata /
nome commerciale p. es. Kalrez®
(Du Pont-Dow Elastomers)
La resistenza al calore e agli agenti
chimici degli elastomeri perfluorurati è
analoga a quella del PTFE. Essi
uniscono le caratteristiche positive del
PTFE al comportamento elastico
dell’FPM. Poichè questo gruppo di
materiali è notevolmente più costoso,
gli elastomeri perfluorurati vengono
utilizzati solo se gli altri materiali non
sono in grado di soddisfare le
specifiche tecniche e se i requisiti di
sicurezza giustificano una spesa
maggiore.
Gli elastomeri perfluorurati vengono
per lo più utilizzati nell’industria dei
semiconduttori, del petrolio e chimica,
nella tecnologia ad alto vuoto e
nell’industria aerospaziale.
FVMQ – gomma fluorosiliconica /
nome commerciale
p. es. Silastic LS® (Dow Corning)
Benchè gli elastomeri fluorosiliconici
abbiano le stesse caratteristiche
meccaniche del silicone, sono molto più
resistenti agli oli e ai carburanti. La
gamma di temperature di applicazione
è più limitata di quella del silicone.
CR – gomma cloroprene / nome
commerciale p. es. Neoprene®
(Du Pont-Dow Elastomers)
Il cloroprene ha ottima resistenza
all’ozono, all’invecchiamento,
all’esposizione agli agenti atmosferici,
nonchè buone caratteristiche
meccaniche. Ha una resistenza media
agli oli minerali ed è adatto per essere
utilizzato con molti refrigeranti.
AU – uretano poliestere
EU – uretano polietere
Poliuretano / nome commerciale
per es. Desmopan® (Bayer)
I poliuretani si differenziano dagli
elastomeri classici in quanto provvisti di
caratteristiche meccaniche molto
superiori che si esemplificano in una
maggiore resistenza all’abrasione,
usura ed estrusione, elevata resistenza
alla trazione e alla lacerazione. Il
materiale è resistente
all’invecchiamento e all’ozono e si può
utilizzare con oli e grassi minerali, oli e
grassi siliconici, con i liquidi noninfiammabili HFA e HFB ed acqua sino
a 50°C, ed anche con idrocarburi
alifatici puri.
SBR – gomma butadiene-stirolo /
nome commerciale p. es. Buna
Hüls® (Hüls)
La gomma SBR viene utilizzata per
liquidi per freni a base di glicole,
acqua, alcoli, glicoli, oli e grassi
siliconici. La temperatura di
applicazione va da –50°C a + 100°C.
12
TFE/P – gomma tetrafluoretilenepropilene / nome commerciale,
p. es. Aflas® (3M)
Si tratta di una ritrovato relativamente
nuovo che si aggiunge al gruppo dei
fluoroelastomeri ed è noto per la sua
eccellente resistenza al calore (0°C a
200°C) e ai prodotti chimici.
È particolarmente adatto per utilizzo in
acqua calda, vapore, acidi, soluzioni
alcaline, ammoniaca, ammine, oli per
trasmissioni, liquidi per freni (a base di
glicole, olio minerale e olio siliconico),
petrolio greggio, gas naturale acido.
ACM – gomma poliacrilato
L’ACM viene per lo più utilizzata
nell’industria automobilistica per la sua
resistenza agli oli per motore e per
trasmissioni e agli oli ATF, anche ad
elevate temperature. La temperatura di
applicazione è compresa fra –20°C e
+150°C.
NR – gomma naturale
La gomma naturale si ottiene ancora
dal lattice di certe piante. La gomma
naturale vulcanizzata ha buone
caratteristiche meccaniche a basse
temperature ed una elevata elasticità.
I materiali vulcanizzati NR sono
resistenti all’acqua, glicoli, alcoli,
liquidi per freni a base di glicole, oli e
grassi siliconici, acidi e basi diluite.
La temperatura di applicazione è
compresa fra circa –50°C e +80°C.
13
O-Ring in PTFE,
O-Ring incapsulati in PTFE
PTFE politetrafluoroetilene
Il PTFE è un materiale plastico
fluorurato noto per la sua quasi totale
resistenza alle sostanze chimiche,
ampio campo di temperature di
applicazione (–100°C a +250°C),
coefficiente di attrito estremamente
basso, adattabilità fisiologica e
resistenza quasi illimitata all’ozono,
all’esposizione agli agenti atmosferici e
all’invecchiamento.
O-Ring incapsulati in FEP
FEP – fluoroetilenepropilene
Si tratta di un materiale termoplastico
con proprietà analoghe al PTFE.
Gli O-Ring incapsulati in FEP senza
giunzioni, sono provvisti di un nucleo
elastico di FPM o VMQ. Vengono
utilizzati con carichi chimici e termici
molto elevati. L’altissima resistenza
chimica dell’involucro protegge il
materiale elastico del nucleo dal fluido.
Un altro vantaggio dell’involucro è
il bassissimo coefficiente di attrito.
Gli O-Ring in PTFE sono molto meno
elastici degli O-Ring in elastomero,
caratteristica che implica difficoltà
di installazione (di solito la sede di
alloggiamento deve essere aperta), e
tendono a “scorrere”, specialmente ad
alte temperature. Questo è il motivo per
cui si utilizzano O-Ring in PTFE
scanalati ed O-Ring incapsulati in PTFE.
Il risultato è una combinazione fra la
resistenza termica e chimica
estremamente elevate e le
caratteristiche elastiche degli elastomeri
standard. Il materiale del nucleo viene
scelto tenendo conto sia
della temperatura che del fluido.
Data la limitata flessibilità del
materiale, l’installazione richiede la
massima attenzione. Il riscaldamento
del materiale in acqua o olio ad una
temperatura compresa fra 80°C e
100°C circa aumenta la flessibilità e
facilita l’installazione.
La temperatura di applicazione va
da –55°C a +200°C, a seconda del
materiale di cui è composto il nucleo.
Trattamenti
superficiali
e antiattrito
Tipiche dei materiali elastomerici sono
le caratteristiche di “buona presa” e
superficie “adesiva”. L’attrito che si
verifica in certe applicazioni e durante
il montaggio degli O-Ring
(specialmente in caso di alimentazione
automatica) può rivelarsi sfavorevole.
Per facilitare l’installazione e
aumentare la vita utile, è possibile
ridurre l’attrito eseguendo diversi
trattamenti antiattrito fra cui:
Trattamento antiattrito a breve termine,
p. es., per agevolare l’installazione,
trattando la superficie con:
–
–
–
–
olio al silicone
grafite
bisolfuro di molibdeno (MoS2)
talco in polvere
O-Ring ”Labs-free”
“Labs-free” significa che gli O-Ring
sono esenti da sostanze che
interferiscono con il processo di
verniciatura. Il requisito “labs-free”
include la denominazione “siliconefree” (esente da silicone) e altre.
Gli O-Ring “Labs-free” vengono
utilizzati soprattutto negli impianti di
verniciatura dell’industria
automobilistica. Le particelle che
disturbano il procedimento di
verniciatura come siliconi, grassi, cere
ecc. sono la causa di vaiolatura della
vernice.
Per eventuali richieste di O-Ring
“labs-free”, Vi preghiamo di contattarci.
Il trattamento antiattrito a lungo termine
si ottiene mediante:
–
–
–
–
alogenazione (fluorurazione)
rivestimento in PTFE
applicazione di lubrificanti secchi
sulla superficie.
La riduzione a lungo termine dell’attrito
si ottiene incorporando nella mescola
un additivo ad intensificazione di
scorrimento, come il bisolfuro di
molibdeno (MoS2) o il PTFE.
I tecnici Dichtomatik sono a
disposizione per consigliare il
procedimento adatto.
Approvazione
dei materiali
Oltre ai normali requisiti validi per i
materiali impiegati nella produzione
degli O-Ring, può essere necessaria
una verifica o approvazione speciale
per confermare che un materiale è
adatto per una applicazione specifica.
Infatti, il controllo e la supervisione
sono molto importanti in caso
di applicazione di tenute ermetiche con
requisiti di sicurezza e destinate
al settore alimentare o biomedicale.
L’approvazione è richiesta nelle
seguenti applicazioni:
L’approvazione del materiale viene
emessa da laboratori riconosciuti,
associazioni tecnico-scientifiche
autorizzate ed enti statali. Purtroppo,
poichè la maggior parte delle
approvazioni sono basate su norme e
regolamenti nazionali, accade
raramente che, anche se in Europa,
siano riconosciute da altri stati-membri.
Vale a dire che anche se un materiale
viene usato per applicazioni identiche
o analoghe può dover essere
approvato più volte.
– Impianti a gas, apparecchiature a
gas, erogazione di gas
– raccordi e tubazioni per erogazione
di acqua potabile
– industria alimentare
– applicazioni che richiedono l’utilizzo
di ossigeno
– protezione antincendio
14
Elenco di alcune approvazioni di materiale:
Approvazione
Paese
Applicazione
Norma
DVGW
Deutscher Verein des Gas
und Wasserfaches e.V.
D
gas
DIN EN 549
(DIN 3535 T1+2)
DIN 3535 T3
KTW
(DVGW)
D
acqua
potabile
Direttive KTW
BAM
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung
D
ossigeno
Direttive BAM
BGA
Bundesgesundheitsamt
D
alimentare
Direttive BGA
Secondo Norma EN 681-1
EU
fornitura
e distribuzione
acqua
EN 681-1
WRC
Water Research Council
GB
acqua
potabile
BS 6920
FDA
Food and Drug Administration
USA
alimentare
Titolo 21 art. 177.2600
NSF
National Sanitary Foundation
USA
acqua
potabile
Norma 61
UL
Underwriter Laboratories
USA
protezione
antincendio
UL 94
KIWA
NL
acqua
potabile
BRL 2013
ACS
F
acqua
potabile
AFNOR XP 41-210/1/1/3
Dichtomatik produce O-Ring con
materiali provvisti di quasi tutte le
approvazioni normalmente richieste.
Data la varietà e il numero di
approvazioni in continua evoluzione,
abbiamo deciso di non elencarle
separatamente, per cui Vi preghiamo
di chiederci informazioni specifiche al
riguardo.
Se non saremo in possesso
dell’approvazione che richiedete, Vi
confermeremo quanto prima se è
possibile richiederla.
15
Terminologia scheda
tecnica materiali
Elastomeri
Gli elastomeri vengono sottoposti a
rigidi controlli di qualità durante tutto il
processo di produzione.
Le prove specifiche vengono eseguite
sul caucciù o sul materiale grezzo e
sulla gomma vulcanizzata per
monitorare il processo di lavorazione.
Le proprietà caratteristiche del
materiale vulcanizzato sono elencate
nella Scheda tecnica materiali.
Resistenza alla trazione,
allungamento percentuale a
rottura
La prova di trazione viene descritta
nella norma DIN 53504. Un provino
standard viene sottoposto a
sollecitazione di trazione fino al punto
di rottura. La resistenza alla rottura è la
forza misurata al momento della rottura
riferita alla sezione del provino non
allungato.
I risultati riportati su detta scheda sono
stati conseguiti su provini secondo
procedure di prova standard.
Il confronto con i risultati ottenuti sui
prodotti finiti, ad es. gli O-Ring, può
indicare dei lievi scostamenti
determinati dalla diversa geometria,
ma tali risultati non saranno
necessariamente in contraddizione con
i contenuti della Scheda tecnica
materiali.
Qui di seguito forniamo la spiegazione
dei termini principali.
L’allungamento percentuale a rottura è
l’allungamento al momento della
rottura, riferito alla lunghezza iniziale
del campione.
Durezza
La durezza degli elastomeri si può
testare secondo la prova di durezza
Shore A o D (DIN53505) o
microdurezza IRHD (DIN 53519 parte
1 e 2).
Il metodo di prova più utilizzato è la
prova di durezza Shore A e la prova di
microdurezza IHRD per dimensioni
ridotte di sezione trasversale.
In ambedue i casi, la durezza è la
resistenza del provino di elastomero
alla penetrazione di un corpo conico o
sferico di determinate dimensioni (un
cono tronco per la prova Shore A, ed
una sfera per la prova IRHD) e con un
carico di prova prestabilito.
La durezza viene determinata
dall’apparecchiatura di prova su
provini standard e documentata nella
Scheda tecnica materiali. A causa della
diversa geometria, i risultati della
prova di durezza ottenuti su un O-Ring
finito possono essere diversi da quelli
ottenuti utilizzando un provino
standard.
A causa della diversa geometria di un
O-Ring finito, confrontato con un
provino, i valori di resistenza alla
trazione e l’allungamento a rottura
possono essere inferiori. Questo fattore
si deve tenere in considerazione in fase
di valutazione della idoneità di utilizzo
di O-Ring di piccole dimensioni da
assemblare su grandi diametri.
Resistenza alla lacerazione
La resistenza alla lacerazione è una
misura della sollecitazione necessaria
per continuare a sottoporre a rottura un
provino dopo un taglio iniziale
prestabilito. La prova di resistenza alla
lacerazione viene descritta per due
diversi campioni di prova nella norma
DIN 53507 e DIN 53515. Il valore
ottenuto si può utilizzare per valutare la
sensibilità di un elastomero ad un
ulteriore aumento della lacerazione nel
caso di un taglio.
16
DICHTOMATIK
Qualitätssicherung
Seite:
von:
Scheda tecnica
Materiale
O-Ring NBR 70 Standard
Proprietà
Properties
Metodo di prova
Testing Method
Parametri di prova
Testing Parameter
Valore
Value
Unità di misura
Units
Durezza
Hardness
DIN 53505
–
70±5
Shore A
Resistenza alla trazione
Tensile strength
DIN 53504
–
15
N/mm2
Allungamento a rottura
Ultimate elongation
DIN 53504
–
340
%
Resistenza a bassa temperatura
Low temp. resistance
ASTM D 1329
TR 10
- 30
°C
Fragilità a bassa temperatura
Low temp. brittleness
DIN 53546
_
- 34
°C
Compression set
Compression set
DIN 53517 B
22h / 100°C
9
%
Cambio di proprietà a seguito di invecchiamento:
Changes of properties after aging:
Fluido
Parametri di prova
17
Aria / Air
72h / 125°C
Volume
Volume
%
_
Durezza
Hardness
%
Resistenza alla trazione
Tensile strength
Allungamento a rottura
Ultimate elongation
Version vom 9.11.00
ASTM Öl Nr.1
72h / 100°C
ASTM Öl Nr.3
72h / 100°C
-7
+8
+9
+5
-6
%
+2
+10
+5
%
-35
-23
-15
Bassa temperatura
Le proprietà meccaniche degli elastomeri
cambiano in caso di diminuzione della
temperatura. Ad esempio, la durezza
e la resistenza alla lacerazione
aumentano, mentre l’allungamento
percentuale a rottura diminuisce. Da una
temperatura specifica in poi, il materiale
diventa quindi così duro e fragile che,
sotto carico, si romperà come vetro.
Se al materiale congelato (ad es. in caso
di magazzinaggio) non si applica nessun
carico meccanico, una volta riscaldato,
riacquisterà le sue caratteristiche
originarie.
Per valutare la flessibilità a freddo
esistono varie prove. I valori più usati
sono il punto di fragilità secondo la
norma DIN 53546 e la temperatura
TR10 secondo la norma ASTM D 1329.
I valori risultanti si possono interpretare
per trarre conclusioni relative al limite
reale di bassa-temperatura.
Deformazione permanente per
compressione (compression set)
Oltre al loro comportamento elastico, e
a seconda del tipo di materiale, durata,
temperatura e deformazione iniziale, gli
elastomeri mostrano un certo
“scorrimento”, cioè una determinata
deformazione plastica. Un elemento
installato in un alloggiamento per un
dato periodo di tempo, non riprenderà
del tutto la sua forma iniziale, dopo
rimozione dallo stesso, ma conserverà
una certa deformazione permanente.
Il compression set viene testato secondo
le norme DIN 53517 o ASTM D 395 B
e sarà compreso fra lo 0% e il 100%,
circa; 0% è il valore ideale e 100%
il risultato peggiore possibile.
Il compression set si calcola in questo
modo:
DVR =
d0 - d2
d0 - d1
x 100
d0 = spessore originale del provino
d1 = spessore del provino deformato
d2 = spessore del provino dopo
d2 = rilassamento
Per la valutazione del valore di
compression set è importante osservare
attentamente i parametri di prova.
Ad esempio, lo stesso materiale può
raggiungere risultati migliori o peggiori
a causa di una variazione di
temperatura durante la prova. Lo stesso
vale per la durata della prova.
18
Cambiamento delle proprietà a
seguito di invecchiamento
Per valutare il comportamento causato
dall’invecchiamento e l’idoneità dei
materiali per utilizzo in fluidi particolari,
i cambiamenti delle loro caratteristiche
vengono stabiliti dopo averli depositati
negli stessi fluidi.
Magazzinaggio degli elastomeri
In generale, il magazzinaggio degli
elastomeri non presenta problemi, in
quanto questi prodotti mantengono
inalterate nel tempo le loro caratteristiche,
a condizione che vengano osservati
determinati criteri fondamentali descritti
nelle norme DIN 7716 e ISO 2230.
La norma DIN 53508 descrive
l’invecchiamento accelerato in aria. La
norma DIN 53521 indica come
determinare la resistenza ai fluidi, ai
vapori e ai gas. Le caratteristiche
valutate sono, ad esempio, la variazione
assoluta della durezza e il cambiamento
percentuale della resistenza alla
trazione, l’allungamento percentuale a
rottura e il volume, tutti rapportati ai
valori del provino non invecchiato.
È essenziale che le guarnizioni siano
immagazzinate in modo da non essere
esposte a sollecitazioni esterne, senza
tensione, compressione o deformazione.
Le guarnizioni in elastomero devono
essere protette da circolazione d’aria di
qualsiasi genere per cui si raccomanda
di tenerle nel loro imballaggio originale
(ad es. sacchetti di polietilene), o in
contenitori ermetici.
Il locale destinato al deposito deve
essere fresco, asciutto, esente da polvere
e moderatamente ventilato in condizioni
di temperatura costante, non inferiore a
– 10°C e non superiore a +20°C. I
radiatori eventualmente presenti nei
locali di magazzinaggio devono essere
coperti e tenuti ad 1 metro di distanza
dai materiali ivi depositati.
L’umidità relativa non dovrebbe essere
superiore al 65%. Evitare l’esposizione
a forti sorgenti luminose come i raggi
UV e alla luce diretta del sole.
Non installare apparecchiature
elettriche per produzione di ozono nei
locali di deposito degli elastomeri.
19
Istruzioni per
la progettazione
delle sedi
Se possibile, le sedi per
installazione (cave) degli O-Ring
dovrebbero essere con angoli retti.
Le dimensioni di profondità e larghezza
richieste dipendono dall’applicazione
specifica e dalla sezione trasversale.
Le dimensioni delle sedi vengono
prescritte per il tipo particolare di
installazione e si riferiscono alla
dimensione nominale. Devono essere
osservate attentamente in quanto
la funzione di tenuta richiesta dipende
dalla precisa esecuzione delle sedi.
Tenuta statica
Gli O-Ring sono l’ideale per
provvedere la tenuta di elementi di
macchinari fissi. Con tenuta statica si
intende l’applicazione in cui gli
elementi di macchinari da sigillare
ermeticamente non sono soggetti a
movimenti relativi tra di loro. Se la
sede viene eseguita in modo corretto,
se gli elementi vengono utilizzati come
dovuto e se si sceglie
il materiale giusto, gli O-Ring sono in
grado di fare tenuta per pressioni sino
a 1000 bar.
(In tal caso può essere utile montare
anche degli anelli antiestrusione).
Tenuta statica,
tenuta interna,
sede rettangolare
con deformazione radiale
Sede rettangolare con
deformazione radiale
Questo tipo di tenuta è la scelta ottimale
per sigillare perni, viti, bulloni, raccordi
di tubo o tubazioni cilindriche.
Al momento dell’installazione, la sezione
dell’O-Ring si deforma in senso radiale,
cioè verso il centro della tubazione.
La posizione della sede, sia all’interno
che all’esterno, non ha un ruolo
funzionale in componenti di grosse
dimensioni, ma dipende dal
procedimento adottato e dalle
possibilità di installazione.
Su componenti a parete sottile ove
potrebbe verificarsi una deformazione
elastica, come ad es. in una tubazione
cilindrica, la sede dovrebbe trovarsi
sulla parte esterna fissa (fondo del
cilindro), in modo tale che la sede non
si deformi dal lato non soggetto a
pressione.
Ra≤6.3
b+0.25
Ra≤3.2
ø d6H9
ø d10H8
20
ø d5f7
C
°
r1
Ra≤1.6
r2
t+0.05
arrotondato
20
Dimensioni delle sedi
d2
Profondità Larghezza Smusso
sede
sede
di invito
b+0.25
C
t +0.05
d2
Profondità Larghezza Smusso
sede
sede
di invito
b+0.25
C
t +0.05
1
1.2
1.25
1.3
1.5
0.75
0.9
0.9
1
1.1
1.3
1.6
1.7
1.7
2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.5
4
4.3
4.5
5
5.3
3.2
3.4
3.6
4
4.3
5.2
5.6
5.8
6.5
7
3
3
3
3
3
1.6
1.78
1.8
1.9
2
1.2
1.3
1.3
1.4
1.5
2.1
2.4
2.4
2.5
2.6
1.5
1.5
1.5
1.5
2
5.33
5.5
5.7
6
6.5
4.3
4.5
4.6
4.9
5.4
7.1
7.2
7.6
7.9
8.4
3.5
3.5
3.5
3.5
4
2.2
2.4
2.5
2.6
2.62
1.7
1.8
1.9
2
2
3
3.2
3.3
3.4
3.5
2
2
2
2
2
6.99
7
7.5
8
8.4
5.8
5.8
6.3
6.7
7.1
9.2
9.3
9.8
10.5
10.9
4
4
4
4
4.5
2.65
2.7
2.8
3
3.1
2
2.1
2.2
2.3
2.4
3.6
3.6
3.7
3.9
4
2
2
2
2.5
2.5
8.5
9
9.5
10
10.5
7.2
7.7
8.2
8.6
9
11
11.7
12.3
13
13.8
4.5
4.5
4.5
5
5
3.5
3.53
3.55
3.6
3.7
2.7
2.7
2.8
2.8
2.9
4.6
4.7
4.7
4.8
4.9
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
11
12
15
9.5
10.5
13.2
14.3
15.6
19.2
5
5
5
Tenuta statica,
tenuta esterna,
sede rettangolare con
deformazione radiale
arrotondato
Ra≤6.3
b+0.25
r1
ø d4H8
21
ø d9f7
Ra≤1.6
ø d3h9
°
r2
Ra≤3.2
20
t+0.05
C
Sede rettangolare con
deformazione assiale
Questo tipo di installazione si usa
principalmente per la tenuta su flangie
e coperture di vario genere.
La sezione trasversale dell’O-Ring si
deforma in senso assiale.
䡵 Se la pressione viene applicata
dall’interno, il diametro esterno
dell’O-Ring deve essere posto
in corrispondenza del diametro esterno
della sede, oppure essere più grande
fino ad un massimo del 3%
(l’O-Ring verrà compresso).
Si noti che l’O-Ring deve essere posto in
corrispondenza del lato della sede non
soggetto alla pressione per impedirne lo
spostamento all’interno della sede stessa
in caso di applicazione o di aumento
di pressione.
䡵 Se la pressione viene applicata
dall’esterno, il diametro interno
dell’O-Ring deve essere posto in
corrispondenza del diametro interno
della sede, oppure essere più piccolo
fino ad un massimo del 6%
(l’O-Ring verrà stirato).
Se l’O-Ring si muove all’interno della
sede, viene stirato e compresso con
conseguente fatica del materiale e
usura precoce. Tuttavia, se si osserva la
direzione della pressione, si potrà
installarlo in modo da impedire
l’eventuale arrotolamento e quindi
la distruzione dell’O-Ring.
In caso di montaggio assiale
dell’O-Ring, si deve prevedere
un fissaggio molto serrato della
copertura per garantire che il gioco fra
le superfici non superi mai la
dimensione ammessa, altrimenti
la pressione potrebbe causare
l’estrusione dell’ O-Ring.
Tenuta statica,
pressione dall’interno,
sede rettangolare
con deformazione assiale
Ra≤6.3
ø d7H11
Ra≤3.2
pressione dall’interno
b+0.25
r2
r1
ø d8
Ra≤1.6
t+0.05
22
Dimensioni delle sedi
d2
Profondità
sede
t +0.05
Larghezza
sede
b+0.25
d2
Profondità
sede
t +0.05
Larghezza
sede
b+0.25
1
1.2
1.25
1.3
1.5
0.7
0.9
0.9
1
1.1
1.4
1.6
1.7
1.7
2.1
4
4.3
4.5
5
5.3
3.1
3.3
3.5
4
4.2
5.5
5.9
6.1
6.7
7.2
1.6
1.78
1.8
1.9
2
1.2
1.3
1.3
1.4
1.5
2.2
2.5
2.6
2.7
2.8
5.33
5.5
5.7
6
6.5
4.2
4.5
4.6
4.8
5.3
7.3
7.4
7.6
8.1
8.6
2.2
2.4
2.5
2.6
2.62
1.6
1.8
1.9
2
2
3.1
3.3
3.5
3.6
3.7
6.99
7
7.5
8
8.4
5.7
5.7
6.2
6.6
7.1
9.7
9.7
10.1
10.7
11.1
2.65
2.7
2.8
3
3.1
2
2.1
2.1
2.3
2.4
3.8
3.8
4
4.1
4.2
8.5
9
9.5
10
10.5
7.2
7.6
8.1
8.5
8.9
11.3
12
12.5
13.6
14
3.5
3.53
3.55
3.6
3.7
2.7
2.7
2.7
2.8
2.9
4.8
4.9
5
5.1
5.2
11
12
15
9.4
10.4
13.2
14.7
15.7
19.4
Tenuta statica,
pressione dall’esterno,
sede rettangolare
con deformazione assiale
r2
r1
Ra≤6.3
b+0.25
pressione dall’esterno
Ra≤1.6
t+0.05
ø d7
ø d8h11
Ra≤3.2
23
Sede trapezoidale
Le sedi trapezoidali sono costose e di
difficile costruzione. La geometria di
questa sede è utile solo se l’O-Ring
deve essere mantenuto in sede durante
l’assemblaggio dei vari componenti.
In realtà, l’adozione di una sede
trapezoidale è consigliabile solo per
sezioni trasversali di 2 mm o più.
Il diametro medio della sede è uguale
al diametro interno più lo spessore
della corda dell’O-Ring.
Tenuta statica,
sede trapezoidale
25
°
Ra≤3.2
r1
Ra≤1.6
t±0.05
Ra≤
3.2
b±0.05
r2
ød = d1 + d2
24
Dimensioni delle sedi
25
d2
Profondità
sede
t ±0.05
Larghezza
sede
b±0.05
r2
r1
2
2.2
2.4
2.5
2.6
1.5
1.6
1.8
2
2.1
1.6
1.7
1.9
2
2.1
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
2.62
2.65
2.7
2.8
3
2.1
2.1
2.2
2.3
2.4
2.1
2.1
2.1
2.2
2.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
3.1
3.5
3.53
3.55
3.6
2.5
2.8
2.8
2.8
2.9
2.5
2.9
2.9
2.9
3
0.4
0.8
0.8
0.8
0.8
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
3.7
4
4.3
4.5
5
3
3.2
3.3
3.7
4.2
3.1
3.3
3.6
3.7
4
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
5.3
5.33
5.5
5.7
6
4.6
4.6
4.7
4.9
5.1
4.2
4.2
4.4
4.5
4.7
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
6.5
6.99
7
7.5
8
5.6
6
6
6.4
6.9
5.1
5.6
5.6
6.1
6.3
0.8
1.6
1.6
1.6
1.6
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
8.4
8.5
9
9.5
10
7.3
7.4
7.8
8.2
8.7
6.7
6.8
7.2
7.7
8
1.6
1.6
1.6
1.6
1.6
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
Sede conica
In casi dove la progettazione prevede
flange e coperchi avvitati insieme, può
essere richiesta l’installazione di una
sede conica. Tuttavia, con questa
particolare geometria della sede può
essere difficile garantire una
deformazione definita dell’O-Ring.
Inoltre, lo spazio limitato di questo tipo
di sede può essere sfavorevole se il
fluido circostante fa rigonfiare l’O-Ring.
ø d f7/D H8
r1
45
Ra≤1.6
b
Ra
≤3
.2
Ra≤1.6
Tenuta statica,
sede conica
°
26
Dimensioni delle sedi
27
d2
Lunghezza lato b
Tolleranza (+)
r1
1
1.2
1.25
1.3
1.5
1.45
1.7
1.75
1.8
2.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.25
0.25
0.25
0.3
0.3
1.6
1.78
1.8
1.9
2
2.15
2.4
2.45
2.6
2.75
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.3
0.3
0.3
0.4
0.4
2.2
2.4
2.5
2.6
2.62
3
3.25
3.4
3.55
3.6
0.1
0.15
0.15
0.15
0.15
0.4
0.4
0.5
0.5
0.5
2.65
2.7
2.8
3
3.1
3.6
3.7
3.8
4.1
4.25
0.15
0.15
0.15
0.2
0.2
0.5
0.6
0.6
0.6
0.6
3.5
3.53
3.55
3.6
3.7
4.8
4.8
4.85
4.9
5.05
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.8
0.8
0.8
0.9
0.9
4
4.3
4.5
5
5.3
5.5
5.9
6.15
6.85
7.25
0.2
0.2
0.2
0.25
0.25
1.2
1.2
1.2
1.2
1.4
5.33
5.5
5.7
6
6.5
7.3
7.55
7.8
8.2
8.9
0.25
0.25
0.25
0.3
0.3
1.4
1.5
1.5
1.5
1.7
6.99
7
7.5
8
8.4
9.6
9.6
10.3
11
11.55
0.3
0.3
0.3
0.4
0.4
2
2
2
2
2
8.5
9
9.5
10
10.5
11.7
12.4
13.05
13.7
14.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
2
2.5
2.5
2.5
2.5
10
12
15
15.1
16.5
20.6
0.4
0.5
0.5
2.5
3
3
䡵 La deformazione della sezione
dell’O-Ring deve essere circa del 30%.
Tenuta vuoto
La tenuta vuoto è un tipo particolare di
tenuta con O-Ring. In questo tipo di
tenuta, la pressione da ritenere è
inferiore alla pressione atmosferica
(Patm = 1,01325 bar).
䡵 Utilizzare grasso per vuoto (riduce
le perdite).
䡵 La finitura delle superfici (profondità
della rugosità) della sede e delle
superfici da sigillare dovrebbe essere
notevolmente migliore di quella per la
tenuta statica standard, e la
percentuale di superficie di contatto
dovrebbe essere tp > 50%.
Contrariamente alle istruzioni generali
di installazione per tenute statiche con
O-Ring, per la tenuta vuoto si consiglia
di attenersi a quanto di seguito
indicato:
䡵 La sede deve essere riempita quasi
al 100% dall’O-Ring deformato.
Questo crea superfici di contatto
maggiori ed aumenta il tempo di
diffusione attraverso l’elastomero.
䡵 L’elastomero scelto deve essere
compatibile con i gas, avere bassa
permeabilità e basso compression set.
Per le applicazioni standard si
consiglia di utilizzare gomma
fluorurata.
Tenuta statica,
tenuta vuoto
r1
r2
Ra≤1.6
b±0.05
atmosfera
Ra≤0.8
t-0.05
ø d7H11
ø d8h11
Ra≤0.8
vuoto
28
Dimensioni delle sedi
29
d2
Profondità
sede
t -0.05
Larghezza
sede
b±0.05
r1
r2
1.5
1.78
1.8
2
2.5
1.05
1.25
1.25
1.4
1.75
1.8
2.1
2.1
2.3
2.9
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.2
0.2
0.2
0.3
0.3
2.6
2.62
2.65
2.7
2.8
1.8
1.85
1.85
1.9
1.95
3
3.1
3.1
3.15
3.2
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
3
3.1
3.5
3.53
3.55
2.1
2.2
2.45
2.5
2.5
3.5
3.6
4.1
4.1
4.15
0.1
0.1
0.2
0.2
0.2
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
3.6
3.7
4
4.5
5
2.5
2.6
2.8
3.15
3.5
4.2
4.3
4.7
5.3
5.9
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.6
0.6
0.6
0.8
0.8
5.3
5.33
5.5
5.7
6
3.7
3.7
3.8
4
4.2
6.3
6.3
6.6
6.7
7.1
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
1
1
1
1
1
6.5
6.99
7
7.5
8
4.6
4.9
4.9
5.3
5.6
7.6
8.2
8.2
8.7
9.4
0.2
0.3
0.3
0.3
0.3
1
1
1
1
1
8.4
8.5
9
9.5
10
5.9
6
6.4
6.7
7.1
9.9
10
10.5
11.2
11.7
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
1
1
1
1
1
Tenuta dinamica
Gli O-Ring vengono utilizzati con
risultati positivi come elementi di tenuta
in applicazioni dinamiche. Tuttavia, il
loro utilizzo è limitato alle basse
pressioni e velocità, o per impiego in
sedi di piccola dimensione.
Le sedi per l’installazione sono uguali
sia per il movimento alternativo che per
il movimento con simultanea rotazione
(elicoidale). Le sedi usate per le
applicazioni pneumatiche sono diverse
da quelle idrauliche a causa delle
differenze di pressione e lubrificazione.
A causa della resistenza all’attrito in
movimento, ad es. nei componenti
pneumatici o idraulici, è consigliabile
utilizzare un O-Ring con deformazione
inferiore a quello usato per la tenuta
statica. L’elemento di tenuta deve
essere sempre ben lubrificato per
impedire una perdita di potenza
dovuta all’attrito e precoce
logoramento dell’anello se lavora a
secco.
Idraulica
Gli O-Ring si dovrebbero utilizzare
soltanto per tenuta su pistoni e steli
idraulici quando lo spazio di
installazione è limitato, o se la corsa
dello stelo è relativamente breve con
bassa frequenza, e la tenuta contro le
perdite non deve essere completamente
priva di trafilamenti. Infatti, una esigua
fuoriuscita di fluido è opportuna poichè
genera un velo lubrificante che riduce
l’attrito e l’usura.
Tenuta dinamica,
tenuta interna,
sede rettangolare
con deformazione radiale
Ra≤3.2
b+0.05
Ra≤1.6
ø d6H9
ø d10H8
ø d5f7
C
20
°
r1
Ra≤0.4
r2
t+0.05
arrotondato
30
Dimensioni delle sedi
d2
Profondità Larghezza Smusso
sede
sede
di invito
b+0.25
C
t +0.05
d2
Profondità Larghezza Smusso
sede
sede
di invito
b+0.25
C
t +0.05
1
1.2
1.25
1.3
1.5
0.9
1
1.1
1.1
1.3
1.3
1.6
1.6
1.7
1.9
1
1
1
1.2
1.2
3.7
4
4.3
4.5
5
3.2
3.5
3.8
4
4.4
4.8
5.1
5.5
5.7
6.4
2
2
2.5
2.5
2.7
1.6
1.78
1.8
1.9
2
1.4
1.5
1.5
1.6
1.7
2
2.3
2.4
2.5
2.6
1.2
1.3
1.3
1.3
1.3
5.3
5.33
5.5
5.7
6
4.7
4.7
4.9
5.1
5.4
6.8
6.9
7.1
7.2
7.5
2.9
2.9
3
3
3.6
2.2
2.4
2.5
2.6
2.62
1.9
2.1
2.2
2.2
2.2
2.8
3
3.1
3.3
3.4
1.3
1.4
1.4
1.5
1.5
6.5
6.99
7
7.5
8
5.8
6.2
6.2
6.7
7.1
8.1
8.8
8.9
9.4
10.2
3.6
3.6
3.6
3.8
4
2.65
2.7
2.8
3
2.3
2.4
2.4
2.6
3.4
3.4
3.6
3.8
1.5
1.5
1.6
1.8
8.4
8.5
9
9.5
10
7.5
7.6
8.1
8.5
9
10.6
10.8
11.4
12
12.6
4.2
4.2
4.5
4.5
4.5
3.1
3.5
3.53
3.55
3.6
2.7
3.1
3.1
3.1
3.1
3.9
4.4
4.5
4.5
4.6
1.8
2
2
2
2
10.5
11
12
15
9.5
9.9
10.9
13.7
13.2
13.9
15.1
18.8
5
5
5
5
Tenuta dinamica,
tenuta esterna,
sede rettangolare
con deformazione radiale
Ra≤3.2
b+0.25
arrotondato
C
r1
ø d3h9
ø d9f7
31
ø d4H8
Ra≤0.4
r2
t+0.05
20°
Ra≤1.6
Pneumatica
Nel settore della pneumatica,
gli O-Ring vengono principalmente
usati per sigillare movimenti alternativi.
La deformazione dell’O-Ring deve
essere inferiore a quella prevista per
applicazioni nel settore idraulico al fine
di mantenere bassa la perdita di
potenza dovuta ad attrito, anche con
lubrificazione inadeguata, per ottenere
le massime durate possibili.
Tenuta dinamica,
tenuta interna,
sede rettangolare
con deformazione radiale
Ra≤3.2
b+0.05
Ra≤1.6
ø d6H9
ø d10H8
ø d5f7
C
20
°
r1
Ra≤0.4
r2
t+0.05
arrotondato
32
Dimensioni delle sedi
d2
Profondità Larghezza Smusso
sede
sede
di invito
b+0.25
C
t +0.05
d2
Profondità Larghezza Smusso
sede
sede
di invito
b+0.25
C
t +0.05
1
1.2
1.25
1.3
1.5
0.95
1.05
1.15
1.15
1.35
1.2
1.5
1.5
1.6
1.8
0.9
1
1
1.1
1.1
4
4.3
4.5
5
5.3
3.7
4
4.2
4.65
4.95
4.8
5.1
5.4
5.9
6.4
2
2
2.3
2.3
2.7
1.6
1.78
1.8
1.9
2
1.45
1.55
1.55
1.7
1.8
1.9
2.2
2.3
2.3
2.4
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
5.33
5.5
5.7
6
6.5
4.95
5.15
5.35
5.6
6.1
6.4
6.5
6.8
7.2
7.8
2.7
2.8
3
3.1
3.3
2.2
2.4
2.5
2.6
2.62
2
2.15
2.25
2.35
2.35
2.6
2.9
3
3.1
3.1
1.4
1.4
1.4
1.4
1.5
6.99
7
7.5
8
8.4
6.55
6.6
7.1
7.6
7.9
8.4
8.4
8.9
9.5
10.1
3.6
3.6
3.8
4
4.2
2.65
2.7
2.8
3
3.1
2.35
2.45
2.55
2.7
2.8
3.2
3.3
3.4
3.6
3.7
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
8.5
9
9.5
10
8
8.5
9
9.5
10.2
10.8
11.4
12
4.2
4.3
4.3
4.5
3.5
3.53
3.55
3.6
3.7
3.15
3.2
3.2
3.3
3.4
4.2
4.3
4.3
4.3
4.4
1.8
1.8
1.8
1.8
1.8
Tenuta dinamica,
tenuta esterna,
sede rettangolare
con deformazione
radiale
Ra≤3.2
b+0.25
arrotondato
C
r1
ø d3h9
ø d9f7
33
ø d4H8
Ra≤0.4
r2
t+0.05
20°
Ra≤1.6
Dopo aver stabilito le dimensioni e la
forma geometrica della sede, attenersi
a quanto di seguito specificato per un
corretto funzionamento.
Criteri
di progettazione
䡵 Tutti i bordi e i punti di raccordo
che vengono in contatto con l’O-Ring
devono essere esenti da sbavature,
arrotondati e se necessario lucidati.
䡵 Il punto di raccordo fra il fianco
della sede e la sua base r2, ed il punto
di raccordo fra il fianco della sede e la
superficie del pezzo r1 deve essere
leggermente arrotondato.
d2
r1
0° u
p to
5°
r2
䡵 I valori di rugosità sono classificati
secondo la norma DIN 4768 con vari
parametri. In molti casi, per classificare
la qualità della superficie non è
sufficiente stabilire semplicemente
il valore di rugosità Ra, per cui
vengono riportate anche la rugosità
media Rz, la rugosità massima Rmax e
la percentuale di superficie di contatto
tp. La percentuale di superficie di
contatto, ove possibile, dovrebbe
essere superiore al 50%.
I raggi relativi alla sezione sono
indicati nella seguente tabella:
b+0.25
a
䡵 Evitare la formazione di segni, fori
e graffiature sulla superficie.
b
r1
r2
c
1
2
3
4
5
–
–
–
–
–
2
3
4
5
6
0.1
0.2
0.2
0.2
0.2
0.3
0.3
0.5
0.6
0.6
6
8
10
12
–
–
–
–
8
10
12
15
0.2
0.2
0.2
0.2
0.8
1
1
1.2
䡵 La finitura della superficie deve
essere progettata per l’applicazione
specifica. Per applicazioni dinamiche,
la superficie deve essere più liscia che
per una applicazione di tipo statico; lo
stesso è valido anche per pressioni
pulsanti.
Qualità delle superfici
Tipo di tenuta Superficie
dinamica
radiale
Pressione
superficie di tenuta a
base della sede b
fianchi della sede c
Ra [µm]
Rz [µm]
Rmax [µm]
≤ 0,4
≤ 1,6
≤ 3,2
≤ 01,2
≤ 03,2
≤ 06,3
≤ 01,6
≤ 06,3
≤ 10
statica
superficie di tenuta a
radiale / assiale base della sede b
fianchi della sede c
non
pulsante
≤ 1,6
≤ 3,2
≤ 6,3
≤ 06,3
≤ 10
≤ 12,5
≤ 10
≤ 12,5
≤ 16
superficie di tenuta a
base della sede b
fianchi della sede c
pulsante
≤ 0,8
≤ 1,6
≤ 3,2
≤ 01,6
≤ 03,2
≤ 06,3
≤ 03,2
≤ 06,3
≤ 10
34
Smussi di invito
Gli smussi di invito si devono utilizzare
per impedire che l’O-Ring venga
danneggiato e per garantire una
installazione corretta.
15
°- 2
0°
arrotondato, esente da bave
Gli angoli fra gli smussi di invito ed il
piano devono essere compresi fra15°
e 20°. Le dimensioni degli smussi C
sono riportate nelle tabelle di
dimensionamento delle sedi.
c
15°- 20°
c
arrotondato, esente da bave
Ampiezza del gioco
Il gioco da compensare deve essere il
più piccolo possibile, in modo da poter
garantire i valori dei giochi e delle
tolleranze indicati sui disegni e sugli
schemi di installazione.
Tuttavia, occorre ricordare che i carichi
di lavoro, come quelli esercitati su un
tubo cilindrico sotto pressione elevata,
faranno allargare il gioco. Se il gioco
è troppo largo, vi è un elevato rischio
di estrusione. Questo significa che
quando si applica pressione, l’O-Ring
si muove all’interno del gioco dove
verrà presto distrutto.
In casi di tenuta dinamica, l’O-Ring
viene distrutto per laceramento e
pelatura. Si raccomanda l’uso di anelli
antiestrusione per proteggere l’anello
dall’estrusione attraverso il gioco.
ø d9f7
ø d4H8
g
Valori massimi ammessi
per gioco radiale g [mm]
I valori di gioco ammessi sono
determinati dalla pressione, dalla
durezza del materiale e dal diametro.
Tipo di tenuta
Pressione [bar]
statica
≤
>
>
>
>
dinamica
≤
>
>
>
60
60
100
160
250
–
–
–
–
100
160
250
350
30
30 – 60
60 – 80
80 – 100
Le dimensioni di gioco riportate
in tabella sono valide per tutti gli
elastomeri, ad eccezione del silicone.
35
Durezza del materiale [Shore A]
70
80
90
0.2
0.1
0.05
–
–
0.25
0.2
0.1
0.05
–
0.3
0.25
0.2
0.1
0.05
0.2
0.1
–
–
0.25
0.17
0.1
–
0.3
0.2
0.15
0.1
Sono consigliati anelli
antiestrusione per dimensioni
di gioco maggiori.
Istruzioni
di montaggio
Al fine di ottenere la migliore tenuta
possibile, l’O-Ring scelto dovrà avere
la sezione trasversale della massima
dimensione possibile.
La durezza del materiale da utilizzare
per l’O-Ring dipende dalle pressioni,
dalle ampiezze del gioco (tolleranze),
dal tipo di tenuta (statica, dinamica), e
dalla qualità delle superfici degli
elementi da sigillare. Per applicazioni
standard, si consiglia una durezza di
70 Shore A. Per applicazioni con p.es
pressioni pulsanti, e specialmente per
quelle ad alta pressione, si consigliano
materiali di durezza sino a 90 Shore A.
Deformazione
L’effetto di tenuta dell’O-Ring viene dato
dalla deformazione assiale o radiale
all’interno della sede di installazione.
In una applicazione statica, la
deformazione media deve essere del
15 – 30% in relazione alla sezione
trasversale, in una applicazione
dinamica / idraulica del 10 – 18% e in
una applicazione dinamica /
pneumatica del 4 – 12%.
Riempimento della sede
La sezione rettangolare della sede (ad
eccezione dell’applicazione per tenuta
vuoto) deve essere maggiore del 25%
circa della sezione trasversale
dell’O-Ring. Questo significa che
l’O-Ring ha abbastanza spazio per un
eventuale aumento di volume se viene
in contatto con un fluido aggressivo.
Inoltre, la pressione del fluido può agire
su un’ampia parte della superficie
dell’O-Ring per aumentare la pressione
di contatto richiesta per ottenere l’effetto
di tenuta.
Il livello di riempimento della sede deve
essere compreso fra il 70% e l’85%, ed
è facilmente calcolabile con la seguente
formula:
Livello di riempimento
AOR
della sede =
x 100 %
ASede
π
AOR = d22 x
4
Asede = t x b
Stiramento e compressione.
In fase di installazione gli O-Ring
possono essere stirati o compressi entro
determinati limiti, senza che questo
pregiudichi la funzione di tenuta.
L’O-Ring installato non dovrebbe essere
stirato oltre il 6% (in relazione al
diametro interno), perché questo
potrebbe portare ad una riduzione
della sezione trasversale non accettabile.
Secondo il teorema di Guldino un
aumento del diametro interno dell’1%
porta ad una riduzione dello 0,5%
della sezione trasversale.
La compressione dell’O-Ring non
dovrebbe essere superiore al 3%,
poichè altrimenti potrebbe distorcersi
nella sede.
Le seguenti formule permettono di
calcolare in modo semplice lo stiramento
e la compressione dell’O-Ring:
(d3-d1)
x100%
d1
(da-d6)
Compressione =
x100%
da
Stiramento =
da = (d1 + 2 x d2)
d1 = Diametro interno dell’O-Ring
d2 = Diametro della sezione
d2 = trasversale dell’O-Ring
d3 = diametro interno della sede
d6 = diametro esterno della sede
36
Durante l’installazione fare
attenzione a non danneggiare l’O-Ring
poichè questo sarebbe causa di perdite.
Attenersi a quanto di seguito indicato:
Istruzioni generali
di installazione
C
䡵 Non stirare l’O-Ring sino al suo
limite di allungamento.
20°
䡵 I bordi devono essere esenti da
bave, i raggi di raccordo e gli angoli
devono essere arrotondati e levigati.
gerundet,arrotondato
poliert
spigolo
e lucidato
䡵 Rimuovere polvere, sporcizia,
trucioli di metallo ed altre impurità.
C
gerundet,
poliert
*
20°
* spigolo arrotondato e lucidato
䡵 Le estremità di filettature e le sedi di
alloggiamento per altri elementi di
tenuta e guida devono essere coperti
con un manicotto di protezione.
20
°
*
C
䡵 Gli elastomeri risultano più
scorrevoli se vengono scaldati in olio o
acqua calda alla temperatura di circa
80°C. Questo facilita l’estensione
dell’O-Ring durante il montaggio.
* spigolo arrotondato e lucidato
C
20°
*
* spigolo arrotondato e lucidato
37
䡵 Applicare un grasso adatto sia sulle
superfici di montaggio che sugli O-Ring.
䡵 Tutti gli attrezzi di montaggio
utilizzati come mandrini ad espansione
o manicotti devono essere costruiti con
un materiale tenero (ad es. POM) e non
presentare bordi acuminati.
䡵 L’O-Ring non deve essere fatto
rotolare sulle superfici di montaggio.
Assicurarsi che l’O-Ring non sia
attorcigliato quando viene inserito nella
sede.
Anelli antiestrusione
Gli anelli antiestrusione sono usati per
proteggere gli O-Ring dall’estrusione
attraverso il gioco. Infatti, in caso si
verifichino congiuntamente condizioni di
aumento di pressione e di eccessiva
ampiezza del gioco, esiste il rischio che
il materiale dell’O-Ring venga
compresso nel gioco dal lato bassa
pressione. Se questo si ripete più volte e
la pressione continua ad aumentare,
l’O-Ring può essere danneggiato in
modo irreversibile sino a completa
distruzione.
Gli anelli antiestrusione non esplicano
peraltro alcuna funzione di tenuta.
Attraverso la riduzione del gioco dal lato
bassa pressione fanno sì che l’O-Ring
possa adempiere alla sua funzione
di tenuta senza essere danneggiato.
Materiali
La scelta dei materiali per gli anelli
antiestrusione è essenzialmente basata
sulla pressione e sull’adeguata
resistenza all’estrusione che dipende
dalla durezza. Inoltre, occorre tenere in
considerazione altri parametri quali,
l’ampiezza del gioco di estrusione, la
resistenza ai fluidi impiegati e la
temperatura. In pratica sono
disponibili varie materie plastiche ed
elastomeri come ad esempio PTFE, PA,
POM, poliuretano, poliestere, NBR,
FPM ed EPDM.
Sedi di installazione
Gli anelli antiestrusione vengono di
solito installati dal lato bassa pressione
in sedi più larghe. Data la molteplicità
dei tipi di sedi correntemente disponibili
sul mercato, le dimensioni degli anelli
antiestrusione devono essere
normalmente adattate alla geometria
della sede di installazione esistente.
Per la definizione degli anelli
antiestrusione attenersi ai seguenti
parametri:
– dimensioni della sede,
incluse le tolleranze
– tipo di applicazione:
tenuta statica / dinamica
tenuta interna / esterna
– dimensioni dell’O-Ring
pressione, fluido, temperatura
Se si utilizzano anelli antiestrusione di
dimensioni esistenti come ad es. NBR
90, la sede di installazione deve essere
progettata secondo le istruzioni di
installazione del produttore.
Per ulteriori richieste di assistenza, non
esitate a mettervi in contatto con noi.
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