Progetto delle sedi per la tenuta dinamica

Nelle applicazioni di tenuta dinamica (quelle applicazioni nelle quali è presente movimento relativo tra le parti del sistema di tenuta) l'O-Ring si trova soggetto all'attrito provocato dallo scorrimento lungo la superficie di tenuta. Questo fa si che le condizioni di lavoro siano più critiche rispetto alle applicazioni statiche; conseguentemente nella realizzazione delle sedi di alloggiamento di queste guarnizioni deve essere posta maggiore attenzione e maggior precisione.

Gli O-Ring non sono utilizzati in condizioni di "tenuta a flangia" quando si tratta di esercitare tenuta tra elementi in moto relativo, quindi indirizziamo la nostra attenzione sulle sollecitazioni di precarico radiale, dimensionando le sedi per la tenuta cilindro e la tenuta pistone.

Nelle figure 4.11 e 4.12 sono riportati i dettagli delle sedi realizzate per la tenuta dinamica a pistone e a cilindro, quando il sistema è realizzato per la tenuta di liquidi.

Come per le applicazioni in tenuta statica, è buona norma evitare che le deformazioni della circonferenza nella posa in opera non superino il 3% per circonferenze compresse e il 6% per stiramento.

Nella scelta dell'O-Ring migliore per l'applicazione, non va trascurata la possibilità che il fluido da contenere possa interagire con la mescola dell'O-Ring provocandone la variazione di volume, quindi una variazione del carico di compressione trasmesso dalle superfici di tenuta. Nella figura 4.13 riportiamo i valori di schiacciamento percentuale consigliato nelle applicazioni di tenuta dinamica di liquidi, per garantire una buona funzionalità e limitare gli attriti.

In Tabella 4.7 sono indicati i gradi di finitura della lavorazione consigliati per l'esecuzione delle pareti della sede. Più precisamente è riportata la classe di rugosità e il valore di Ra relativo alle pareti della sede, al fondo e alla superficie che gli si contrappone e che determina la deformazione di precarico. Come discriminante per la compilazione della tabella abbiamo supposto che l'area di appoggio dell'O-Ring sia almeno pari al 50% del valore ideale.

La Tabella 4.8 riporta i valori dei parametri geometrici della sede, ovvero la sua larghezza, i raggi di raccordo e la lunghezza dello smusso d'invito in relazione al diametro ds dell'O-Ring. I valori sottolineati rappresentano i diametri d'impiego consigliati dalle norme ISO e DIN.

Nelle tabelle che riportiamo di seguito sono riportati, come già fatto per le applicazioni di tenuta statica, i parametri per il corretto progetto delle sedi degli O-Ring e dei sistemi di tenuta:

• Tabella 4.9 – dimensioni della sede da realizzare in funzione dei diametri standard degli O-Ring di nostra produzione senza, con uno o con due anelli antiestrusione;
• Tabella 4.10 – dimensioni delle sedi e dei particolari per la realizzazione di elementi per la tenuta dinamica di liquidi.

Per la tenuta in impianti pneumatici, e più in generale di gas, per limitare gli attriti viene utilizzata la tenuta pistone con O-Ring "flottante", ovvero non a contatto con il fondo della sede (figura 4.14).

Per la tenuta di gas l'O-Ring lavora con una piccola compressione della circonferenza; il valore consigliato per tale compressione deve essere compreso tra 4% e 6% della circonferenza. Nella figura 4.15 riportiamo i valori di schiacciamento percentuale consigliato nelle applicazioni di tenuta dinamica nei circuiti pneumatici con anello "flottante".

Nelle Tabelle 4.11 e 4.12 sono riportati i valori dimensionali e di finitura superficiale per le sedi di O-Ring nelle applicazioni di tenuta dinamica di gas.

Nelle Tabelle 4.13 e 4.14 sono riportati valori consigliati per il montaggio flottante dell'O-Ring.

Nelle tabelle che riportiamo di seguito sono riportati, come già fatto per le applicazioni di tenuta statica, i parametri per il corretto progetto delle sedi degli O-Ring e dei sistemi di tenuta:

• Tabella 4.15 – dimensioni della sede da realizzare in funzione dei diametri standard degli O-Ring;
• Tabella 4.16 – dimensioni delle sedi e dei particolari per la realizzazione di elementi per la tenuta dinamica di gas.

Le informazioni contenute in questa sezione per il corretto dimensionamento delle sedi, sono completate dalle tabelle dimensionali, dove potete trovare le dimensioni degli O-Ring secondo le più utilizzate norme internazionali.