O-ring
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Un O-ring è un anello di elastomero a sezione circolare usato come guarnizione meccanica o sigillo. Sono progettati per essere inseriti in appositi alloggiamenti ed essere compressi durante l'assemblaggio di due o più parti, creando così una guarnizione.
L'unione può essere statica o, talvolta, consentire piccoli movimenti tra le parti dell'o-ring. Le giunture in movimento richiedono spesso un'adeguata lubrificazione per ridurre l'attrito.
Gli o-ring sono una guarnizione piuttosto comune, usati nei progetti per via dei loro costi limitati e della loro resistenza a decine di megapascal di pressione.
Indice |
[modifica] Storia
Il brevetto statunitense dell'o-ring venne registrato nel 1937 dal 72enne danese Niels Christensen[1], un macchinista giunto in America nel 1891 che registrò anche il brevetto di un freno ad aria per i tram. Nonostante i suoi sforzi legali la sua proprietà intellettuale passò da una compagnia all'altra fino alla Westinghouse. Durante la Seconda Guerra Mondiale il governo statunitense dichiarò l'o-ring fondamentale per la guerra, consentendone la produzione ad altre compagnie. Christensen ricevette un pagamento di 75.000$ e, dopo la sua morte e molte cause legali, un ulteriore risarcimento di 100.000$ ai suoi discendenti.
[modifica] Teoria e progettazione
Una giuntura con o-ring efficace richiede un montaggio meccanico energico che applichi un deformazione apprezzabile all'o-ring. Questa introduce uno stress meccanico calcolato alle superfici di contatto dell'o-ring. Fintanto che la pressione del fluido contenuto non eccede lo stress da contatto dell'o-ring non può esserci una perdita.
La guarnizione è progettata per avere un punto di contatto tra l'o-ring e le parti da sigillare. Questo consente uno stress elevato, in grado di contenere una forte pressione, senza però danneggiare il corpo dell'o-ring. La natura flessibile dell'elastomero consente di adattarsi alle imperfezioni delle parti da saldare.
Gli o-ring sono una delle parti più comuni, ma anche più importanti, nei progetti di macchine meccaniche in un gran numero di dimensioni standard [2] e di materiali [3].
[modifica] Materiali
La selezione degli o-ring viene fatta sulla base della compatibilità chimica[4], della temperatura d'applicazione[5], della pressione, della lubrificazione, dei requisiti, della qualità, della quantità e del costo.
[modifica] Altre forme
Vi sono variazioni nella forma degli o-ring, non sempre circolari; ad esempio vi sono o-ring con sezione a x, chiamati comunemente x-ring. Quando vengono pressati sigillano con 4 superfici di contatto (die sopra e due sotto). Si ritiene che questi x-rimg abbiano una durata maggiore degli o-ring.
Vi sono anche o-ring con profilo quadrato, comunemente chiamati square-cut.
[modifica] Il disastro del Challenger
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Per approfondire, vedi la voce Disastro dello Space Shuttle Challenger. |
Il guasto di una guarnizione (detta field-joint) con o-ring fu la causa del disastro dello Space Shuttle Challenger STS-51-L il 28 gennaio 1986, per via della temperatura differente da quella prevista nel progetto. Questa ipotesi venne confermata in televisione del fisico Richard Feynman del Caltech, posizionando un piccolo o-ring nell'acqua ghiacciata e mostrando che vi era una perdita di flessibilità.
Il materiale utilizzato nell'o-ring che era ceduto era il Viton, del produttore Morton-Thiokol dello Utah.
[modifica] Note
- ↑ http://www.uh.edu/engines/epi555.htm
- ↑ http://www.oringsusa.com/html/size_chart.html o http://www.lutzsales.com/sizechart.asp
- ↑ http://www.oringsusa.com/html/materials.html e http://www.lutzsales.com/materials.asp
- ↑ http://www.oringsusa.com/html/fluid_compatability_of_o-rings.html
- ↑ http://www.oringsusa.com/html/temperature_range_of_o-rings.html
