Ron cao su là gì? Phân loại và ứng dụng ron của ron cao su trong công nghiệp và dân dụng
1. Ron cao su là gì?
Ron Cao Su hay còn gọi với những cái tên khác nhau như gioăng cao su, O-ring, đệm làm kín... Là một chi tiết cơ khí có biên dạng vành khăn với mặt cắt ngang là hình tròn. Được thiết kế để đặt trong một rãnh và được nén trong quá trình lắp ráp giữa hai hoặc nhiều bộ phận, nhầm tạo ra một lớp đệm kín tại giao diện lắp ghép để ngăn chặn chất lỏng hay chất khí có áp suất thấp hoặc cao rò rỉ ra bên ngoài. O-Ring hay ron cao su là một trong những loại vòng đệm phổ biến nhất vì chúng rẻ, đáng tin cậy và có các yêu cầu lắp đặt đơn giản. Vì vậy chúng được biết đến như một trong những yếu tố quan trọng nhất của thiết kế máy. Ron cao su có thể được sử dụng trong các ứng dụng tĩnh, nơi ít chuyển động như ốc xả nhớt hoặc cũng có thể được sử dụng trong các ứng dụng động, như trục bơm quay và vị trí xi lanh thủy lực.
2. Ron cao su được làm từ vật liệu gì?
Việc chọn vật liệu ron cao su cho một ứng dụng cụ thể phụ thuộc vào nhiều tiêu chí như: Loại chất lỏng hoặc khí mà ron cao su tiếp xúc, phạm vi nhiệt độ, áp suất, trạng thái lắp đặt động hoặc tĩnh, tuổi thọ mong muốn, dung sai ... Các loại vật liệu có mục đích sử dụng chung được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, việc sử dụng các loại vật liệu chính xác cũng rất quan trọng. Dưới đây là một số loại vật liệu được sử dụng để chế tạo ron cao su:
- NBR 70: Cao su Nitrile, độ cứng 70 shore A, nhiệt độ làm việc -30°C đến +100°C. Độ bền cơ học tuyệt vời và khả năng chống mài mòn, dầu khoáng, nhiệt. Khả năng chống chịu nhiên liệu và thời tiết bên ngoài kém.
- EPDM 70: Cao su Ethylene Propylene, độ cứng 70 shore A, nhiệt độ làm việc -50°C đến +120°C. Có Khả năng chống nước, hơi nước, kiềm và axit loãng tốt. Khả năng chống chịu thời tiết vượt trội.
- HNBR 70: Cao su Nitrile bão hòa cao, độ cứng 70 shore A, nhiệt độ làm việc -40°C đến +160°C. Đặc tính cơ học rất tốt. Chống mài mòn, ôzôn và chống lão hóa ở nhiệt độ cao. Được khuyến nghị khi tiếp xúc với nhiên liệu và dầu. Tính thấm khí thấp. Tốt cho nhiệt độ cao và thấp.
- MVQ 70: Cao su Silicone, độ cứng 70 shore A, nhiệt độ làm việc -60°C đến +200°C. Khả năng chịu nhiệt và hóa chất rất tốt. Đề xuất cho tiếp xúc với thực phẩm. Đặc tính cơ học kém.
- FKM 75: Cao su fluoroelastomer gốc fluorocarbon, hay còn gọi là cao su Viton, độ cứng 75 shore A, nhiệt độ làm việc -15°C đến +200°C. Chịu nhiệt độ cao. Kháng hóa chất rất tốt. Tính linh hoạt kém ở nhiệt độ thấp.
3. Ron cao su được ứng dụng ở đâu?
Do sự đơn giản của cấu tạo và chức năng tuyệt vời của nó nên ron cao su có mặt ở khắp nơi từ những cỗ máy phức tạp như máy báy, tàu con thoi cho đến những thứ đơn giản như van nước sinh hoạt hay bình nước cá nhân. Tất cả các hệ thống máy móc có sự xuất hiện của chất lỏng hoặc khí, có áp suất cao hoặc thấp đều cần đến ron cao su để giữ các loại chất lưu này không bị rò rỉ thất thoát ra môi trường bên ngoài và hoạt động đúng với yêu cầu kỹ thuật.
Một số loại ron cao su dựa trên ứng dụng hoặc đặc điểm của nó:
- Ron cao su chịu nhiệt.
- Ron cao su chống nước.
- Ron cao su chịu hóa chất.
- Ron cao su chịu mài mòn.
- Ron cao su mặt bích.
- Ron cao su xe máy.
- Ron cao su ô tô.
- Ron cao su xe tải.
- Ron cao su thủy lực.
- Ron cao su máy xúc.
- Ron cao su chân không.
- Ron cao su khí nén, ron cao su máy nén khí.
4. Các thông số cơ bản của ron cao su là gì?
Thông số hình học của ron cao su được xác định bằng 2 kích thước chính đó là: Kích thước mặt cắt ngang CS (Cross Section) và kích thước đường kính trong ID (Inner Diameter). Dựa vào hai thông số trên bạn có thể tính toán ra được kích thước đường kính ngoài OD (Outer Diameter) của o-ring theo công thức OD = ID + 2*CS. Hai thông số này thường được liệt kê trong bộ tiêu chuẩn về o-ring của các nước trên thế giới.
5. Quy trình sản xuất ron cao su
Có 4 quy trình phổ biến để sản xuất ron cao su:
- Ép Đùn: là một quy trình sản xuất trong đó nguyên liệu thô được ép qua một khuôn hoặc một loạt khuôn. Khi vật liệu đi qua khuôn, nó sẽ có hình dạng của khuôn. Đối với ron cao su, khuôn hình vòng được sử dụng. Có nhiều hình thức ép đùn khác nhau. Một số trong số chúng liên quan đến việc sử dụng phễu. Nói cách khác, nguyên liệu thô được đưa vào phễu nơi nó được làm nóng. Sau khi được làm nóng, nguyên liệu thô sau đó được ép qua khuôn hoặc một loạt khuôn. Các hình thức ép đùn khác bao gồm ép đùn lạnh, ép đùn ma sát và ép đùn vi mô.
- Đúc Áp Lực: Còn được gọi là ép nén, nó liên quan đến việc sử dụng nhiệt và áp suất để tạo ra các vật thể ba chiều. Để tạo ron cao su, một số công ty sản xuất bơm vật liệu đã được làm nóng trước, chẳng hạn như cao su, vào khoang khuôn. Sau đó, khoang khuôn được lắp một nút ở trên, có khả năng tạo áp lực cho khoang khuôn. Khi áp suất bên trong khoang khuôn tăng lên, vật liệu được làm nóng trước sẽ có hình dạng của khoang khuôn.
- Đúc Chuyển Khuôn: Đúc chuyển khuôn tương tự như đúc áp lực. Với cả hai quy trình sản xuất, vật liệu đã được làm nóng trước được đặt bên trong khoang khuôn. Sự khác biệt là đúc nén yêu cầu khoang khuôn mở, trong khi đúc chuyển yêu cầu khoang khuôn kín. Chuyển khuôn có thể tạo ra áp suất cao hơn do khoang khuôn kín của nó. Do đó, các đối tượng đã hoàn thiện, chẳng hạn như ron cao su, thường dày hơn và có thiết kế nhất quán hơn.
- Ép Phun: là một quá trình bơm nguyên liệu thô vào khoang khuôn. Nguyên liệu thô thường ở dạng viên. Các viên được làm nóng, sau đó vật liệu mới hóa lỏng được bơm vào khoang khuôn.
6. Các tiêu chuẩn của ron cao su
Ron cao su là một loại phốt cơ khí thường được sử dụng để bịt kín các kết nối chất lỏng hoặc khí trong nhiều ứng dụng, bao gồm hệ thống thủy lực, động cơ ô tô và thiết bị hàng không vũ trụ. Có một số tiêu chuẩn áp dụng cho thiết kế và sử dụng O-ring bao gồm:
- AS568: Đây là tiêu chuẩn của SAE (Hiệp hội kỹ sư ô tô) chỉ định kích thước cho ron cao su được sử dụng ở Hoa Kỳ. Nó bao gồm các biểu đồ kích thước cho cả kích thước inch và hệ mét, cũng như dung sai cho từng kích thước.
- ISO 3601: Đây là tiêu chuẩn quốc tế của Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO) chỉ định kích thước cho ron cao su. Nó bao gồm các biểu đồ kích thước cho cả kích thước inch và hệ mét, cũng như dung sai cho từng kích thước.
- JIS B 2401: Đây là tiêu chuẩn từ Tiêu chuẩn Công nghiệp Nhật Bản (JIS) chỉ định kích thước cho ron cao su được sử dụng ở Nhật Bản. Nó bao gồm các biểu đồ kích thước cho cả kích thước inch và hệ mét, cũng như dung sai cho từng kích thước.
- ASTM D2000: Đây là tiêu chuẩn của Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ (ASTM) quy định phân loại và đặc điểm kỹ thuật của các sản phẩm cao su, bao gồm cả ron cao su. Nó bao gồm các hướng dẫn để lựa chọn vật liệu và hợp chất cao su thích hợp cho một ứng dụng nhất định, cũng như các yêu cầu về hiệu suất và quy trình thử nghiệm.
- Tiêu chuẩn hàng không vũ trụ AS4716: Đây là tiêu chuẩn của Hiệp hội Công nghiệp Hàng không Vũ trụ (AIA) quy định các yêu cầu đối với ron cao su được sử dụng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ. Nó bao gồm các hướng dẫn để chọn kích thước và vật liệu ron cao su thích hợp, cũng như các yêu cầu để thử nghiệm và kiểm tra.
- Tiêu chuẩn quân sự MS28775: Đây là tiêu chuẩn của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ quy định các yêu cầu đối với ron cao su được sử dụng trong các ứng dụng quân sự. Nó bao gồm các hướng dẫn để chọn kích thước và vật liệu ron cao su thích hợp, cũng như các yêu cầu để thử nghiệm và kiểm tra.
Trên thể giới hiện tại có rất nhiều tiêu chuẩn khác nhau cho O-ring. Ở Việt Nam thì có 3 bộ tiêu chuẩn được sử dụng phổ biến nhất đó là tiêu chuẩn Mỹ SAE AS568, tiêu chuẩn quốc tế ISO 3601 và tiêu chuẩn Nhật JIS B 2401.
