O型環(O-Ring)是一種常見的密封元件,廣泛應用於機械設備中。其密封原理基於橡膠的彈性,當O型環安裝於溝槽內時,因溝槽深度小於O型環的線徑,會產生壓縮作用,從而形成密封效果。在低壓環境下,O型環依靠自身彈性密封,而在高壓環境下,則透過液壓作用增強密封性能。
結構簡單:安裝方便,佔用空間小。
材料多樣:可適用於不同溫度範圍(-60℃至+220℃)。
耐壓性強:可承受雙向壓力,密封效果良好。
成本較低:相比其他密封件,價格適中,且庫存充足。
溝槽設計對O型環的密封效果影響重大,需考慮壓縮餘量與間隙控制:
壓縮餘量:影響密封效果與滑動阻力,應根據用途適當調整。
間隙控制:高壓環境下,O型環可能擠出溝槽,需使用背托環防止損壞。
安裝時注意:避免尖銳邊緣損傷O型環,並使用潤滑劑減少摩擦。
保管方式:存放於乾燥、低溫環境,避免陽光直射與油污污染。
高溫環境:某些材質(如NBR)在高溫下可能會硬化,影響密封效果,而Viton®與FFKM則能在高溫下保持穩定。
低溫環境:低溫可能導致O型環變脆或失去彈性,如NBR在低溫下可能會變硬,而Silicone與EPDM則能在低溫下保持柔軟。
極端溫度應用:如果需要在極端高溫(超過300°C)環境下使用,FFKM是最佳選擇;而在極端低溫(低於-50°C)環境下,Silicone表現最佳。
註:在潛水裝備的領域中,無論是哪一種材質的應用溫度都超過人類生存條件,因此幾乎可以忽略此參數。
NBR(丁腈橡膠):雖然耐油性佳,但不耐高氧與陽光,容易老化,適合室內或短期使用。
EPDM(乙烯丙烯橡膠):耐候性強,但不耐油類,無法用於燃油或潤滑油環境。
Viton®(氟橡膠):耐高溫與化學腐蝕,但成本較高,且低溫環境下彈性較差。
Silicone(矽膠):耐高低溫,但耐磨性與耐油性較弱,不適合高壓或動態密封。
FFKM(全氟醚橡膠):耐極端環境,但價格昂貴,僅適用於特殊應用。
註:NBR的適氧範圍,在40% 的氧氣比例之內,還沒有具體的影響,這正是PADI高氧的上限值。因此,使用40%以內的高氧氣瓶,還沒有使用適高氧O-ring的急迫需求。
一般適氧性(如NBR):適用於短期密封或低氧環境,需避免長時間暴露於高氧環境。顏色大都為黑色。
優異適氧性(如EPDM):適合戶外或長期使用,耐臭氧與耐老化性能佳。
極佳適氧性(如Viton®):適用於高溫、高壓及化學環境,耐氧化能力強。顏色會以綠色來別。
卓越適氧性(如FFKM):適合極端環境,如航太、半導體製程,幾乎不受氧化影響。
O型密封圈必須變形才能正確運作。如果密封圈在使用時沒有被壓縮或拉伸,代表密封設計不正確。
低硬度(40-60 Shore A):適用於靜態密封,具備較佳的彈性與適應性。
中硬度(60-80 Shore A):適用於一般密封需求,兼具彈性與耐磨性。
高硬度(80-95 Shore A):適用於高壓環境,耐擠壓、耐磨損,但彈性較低。
SCUBAPRO MK25的活塞柱,便是使用此種類型的設計。事實上幾乎所有的活塞式調節器,都會用到此設計
SCUBAPRO MK25的活塞環側面,便是應用此種型態的構造
如同工業標準,有英制與公制,O-ring有更多的規格標準
AS568(美國標準):由美國航空航天標準(ARP568)制定,廣泛應用於液壓與氣壓系統。
ISO 3601(國際標準):涵蓋更廣泛的尺寸範圍,適用於全球市場。
JIS(日本工業標準):適用於亞洲市場,特別是日本製造業。含P、S及V等規格。
DIN 3771(德國標準):常見於歐洲機械與工業設備。
BS 4518(英國標準):適用於英國與部分歐洲市場。
既然標準規格的O-ring已經有完整的測試參數及成熟的產品線,那麼潛水調節器的製造廠商就只需要根據這些參數及特性,來設計調節器,而不需要把成本、人力花在O-ring的設計上。因此,利用既有的標準規格,才是最節省成本的作法,這同時也減少了耗材的製造成本及增加可流通性。
設計良好的密封系統應包含 一定程度的初始壓縮。在 大氣壓力 下,密封圈的 回彈性 可提供密封效果。然而,當系統壓力作用於密封圈時,密封圈會向 低壓側 移動,填滿徑向間隙並阻止液體或氣體洩漏。
高壓的作用會使密封圈進一步變形,以適應槽內空間,增強密封能力。
如果真的手上沒有可測量的舊O-ring,那麼可以試著使用 O-ring 計算器,根據你現有的設備,來精密計算可以匹配的O-ring尺寸。以下是可以計算O-ring尺寸的網站
https://ceetak.com/o-ring-calculator/
AS568 是美國航空航天標準(Aerospace Standard 568)制定的 O型環尺寸標準,廣泛應用於液壓、氣壓系統及各類工業設備。這套標準確保 O 型環的尺寸一致性,使其能夠適用於不同的密封應用。
標準化尺寸:AS568 規範了 O 型環的 內徑(ID)、外徑(OD)與線徑(CS),確保不同製造商的產品能夠互換使用。
適用材質:可使用 NBR(丁腈橡膠)、EPDM(乙烯丙烯橡膠)、Viton®(氟橡膠)、Silicone(矽膠)、FFKM(全氟醚橡膠) 等材質,以適應不同的工作環境。
應用廣泛:適用於 液壓系統、氣壓設備、汽車工業、化工製程、航太工業 等領域。
這個 網站 的說明非常的詳細。
AS568 標準將 O 型環尺寸分為不同系列,常見的線徑(CS)包括:
1.78mm
2.62mm
3.53mm
5.33mm
6.99mm
關於 Scubapro 二級頭上有一顆很隱藏的O 型環。實際尺寸為 1 x 2.2 毫米,這是自訂尺寸,並且不在大多數公制規格中。有網友已經透過顯微鏡檢查證明了這一點。
註:https://scubaboard.com/community/threads/scubapro-o-ring-sizes.322518/page-37
當我們在找某一尺寸的O-ring時,當然需要以游標卡尺先進行精準的測量,但卡尺的精度是有限的,而且O-ring本身有彈性,也可能經過長久使用後磨損、變形,測量時極易產生誤差,而導致測量的結果不正確,這該怎麼辦呢? 試想,一個幾年前變形的O-ring,你怎麼量的出正確規格呢?
其實很簡單,我們根據測量的尺寸,找到近似規格的O-ring編號即可。
即使是在缺少原有O-ring 的情況下,我們也可以測量機械硬體的規格,來找到適合的O-ring。
如果您測量的線徑是1.74,那麼不用懷疑,應該就是使用AS規格的 1.78 系列O-ring。
在不同的工業領域中,會使用不同的規格的O-ring。
在潛水設備的行業中,幾乎都是使用AS568 ,美國航空航天標準(Aerospace Standard 568)制定的 O型環尺寸標準。但當然這不是絕對,也是有少數的潛水裝備製造商會使用其他規格的O-ring,例如P規格或S規格,像是有些日本製造的潛水設備。
你現在知道MK25 最核心的活塞使用那組漢堡三兄弟中的O-ring,是什麼嗎?
AS010 ,N90 ,下次你就可以這麼專業的回答了。