O-Ring 기초

1. O-Ring의 역사
O-Ring은 1940년대에 미국의 군용 비행기(유압계통)의 Seal(밀봉)규격으로 본격적으로 채용되었으며 현재는 법용 Seal 방법으로 일반화되어 세계적으로 가장 많이 사용되는 Seal 방법이다.
[ 특 징 ]

  1. 저렴하다.
  2. 접합부분의 설계와 구조가 간단하다.
  3. 광범위한 Seal로 적합하다.
  4. 사이즈와 재질이 풍부해서 구하기 쉽다.
  5. 접합부의 유지보수가 용이하다.

2. O-Ring의 밀봉(Seal)동작
O-Ring 을 어느 일정량을 압축시키면 압축을 복원하려는 반발력으로 틈새를 차단(밀봉-Seal)한다. 따라서 압력이 O-Ring 에 가해지면 O-Ring 은 변형되고 그 반발력이 의하여 밀봉력이 증가된다. W : O-Ring 외경  w1 : 조립된 O-Ring 외경

3. O-Ring의 변형량
변형량은 일반적으로 8%~10%을 부여하지만 운동용과 고정용에 따라 다르다. 운동용에서 변형량이 크게 되면 저항이 커지고 또 O-Ring 의 마모가 빨라지기 때문에 작게 한다.
또 고정용에서는 장착부위의 공차 등에 의해 크게 하는 경우가 있다.
그래도 O-Ring의 피로(영구변형) 등을 고려하면 30%가 최대치가 된다.
"O-Ring 홈의 치수 JIS B2401 P번, G번을 참조하시오."

4. 고압에서 주의사항 (틈새/경도/압력)
O-Ring의 밀봉력은 틈새와 O-Ring의 경도와 Backup Ring의 유무로 결정된다.
그림(1) 에서와 같이 O-Ring을 압축시키면 유체 압력에 따라 O-Ring이 변형해서 이론상으로는 고압력에서도 무한대이지만 실제로는 70 kg/cm2정도부터 O-Ring의 일부가 그림(2)와 같이 되어 유체압력의 한도가 정해진다.    그림(1) 압력=70 kg/cm2       그림(2) 압력=105 kg/cm2
따라서 80 kg/cm2 압력일 경우에는 Back-up Ring을 병용해야 한다.
Back-up Ring은 압력방향에 따라 1개병용, 양쪽 2개병용하며 재질은 불소수지(PTFE, Teflon)가 일반적이며 형상은 조립 등의 이유에서 Endless, Bias-cut, Spiral 등이 있다.