بک آپ رینگ BACK UP RING چیست؟

بک آپ رینگ (Backup ring) که یک قطعه نگهدارنده اورینگ می باشند و در فشار بالا کاربرد دارند در هر دو حالت استاتیکی و دینامیکی بر روی اورینگ ها قرار می گیرند و از خوردگی انها جلوگیری می کنند. معمولا سختی بک آپ ها باید از سختی اورینگ بیشتر باشد. عموما بکاپ رینگ ها دارای سطح مقطع مستطیل شکل هستند و در فرم ها و اشکال گوناگون ساخته می شوند. بک آپ رینگ باید در یک تلورانس بسیار دقیق، ماشین کاری شوند تا از بیرون زدگی واشر الاستومری همچون پلی اورتان جلوگیری کنند. بک آپ رینگ قسمت نگهدارنده رینگ آب بندی است که در فشار بالا استفاده می شود. رینگ پشتیبان معمولا در کنار اورینگ ها و در فضای آزاد شیار نصب می شود. به طور کلی، سختی پایه ها باید بیشتر از سختی حلقه های O باشد. Viton، FKM، NBR، PTFE و Nitril اغلب موادی هستند که به عنوان حلقه های پشتیبان استفاده می شوند. در این مقاله می خواهیم در مورد بک آپ رینگ ها مطالبی را بیان کنیم.

بک آپ رینگ ها (Backup ring) که یک قطعه نگهدارنده اورینگ می باشند و در فشار بالا کاربرد دارند در هردو حالت استاتیکی و دینامیکی بر روی اورینگ ها قرار میگیرند و از خوردگی انها جلوگیری می کنند. معمولا سختی بک آپ ها باید از سختی اورینگ بیشتر باشد.

عموما بکاپ رینگ ها دارای  سطح مقطع مستطیل شکل هستند و در فرم ها و اشکال گوناگون ساخته می شوند. بک آپ رینگ ها باید در یک تلورانس بسیار دقیق ماشین کاری شوند تا از بیرون زدگی واشر الاستومری همچون پلی اورتان جلوگیری کنند.

بک آپ رینگ

با عنوان نام بکاپ رینگ شناخته میشوند و بر خلاف تصور مردم، حلقه های پشتیبان هیچ گاه به عنوان مهر و موم مورد استفاده قرار نگرفته اند و همواره به عنوان مهری برای محافظت و پشتیبانی از سایر اجزا به شمار می رفته اند. معمولاً حلقه های پشتیبانی دارای بخش های مستطیلی هستند که از اشکال مختلف ساخته شده اند. حلقه های پشتیبان معمولاً همراه با اجزای آب بندی که معمولاً آب بند الاستومری هستند در شیار قرار می گیرند که ترجیحاً حلقه های آب بندی NBR، HNBR، VITON و پلی اورتان هستند. حلقه های پشتیبان باید با تحمل بسیار دقیق تراشیده شوند تا از برآمدگی درزگیرهای الاستومری مانند پلی اورتان جلوگیری شود. رینگ های پشتیبان که حلقه های O را نگه می دارند و در کاربردهای فشار بالا استفاده می شوند، در هر دو شرایط استاتیک و دینامیکی بر روی حلقه های O قرار می گیرند و از خوردگی جلوگیری می کنند. به طور کلی، سختی پایه ها باید بیشتر از سختی حلقه های O باشد. به عنوان یک قاعده، تاج های ذخیره دارای سطح مقطع مستطیلی هستند و در اشکال و اشکال مختلف ساخته می شوند. حلقه های پشتیبان باید با تحمل بسیار دقیق ماشین کاری شوند تا از برآمدگی واشرهای الاستومری مانند پلی اورتان جلوگیری شود.

بک آپ رینگ چیست؟

بک آپ رینگ قسمت نگهدارنده رینگ آب بندی است که در فشار بالا استفاده می شود. رینگ پشتیبان معمولا در کنار اورینگ ها و در فضای آزاد شیار نصب می شود. به طور کلی، سختی پایه ها باید بیشتر از سختی حلقه های O باشد. Viton/FKM/NBR/PTFE/Nitril اغلب موادی هستند که به عنوان حلقه های پشتیبان استفاده می شوند.

مزایای بک اپ رینگ :

• سطح مقطع مقعر
• استفاده از متریال های NBR  و VITON
• ممکن سازی حرکات متقابل در سیل
• جلوگیری از دفرمه شدن اورینگ و حفظ و نگه داری سیل
• بهبود فشار آب بندی و افزایش عمر خدمت سیل
• حرکات جانبی را تسهیل میکند
• جلوگیری از تغییر شکل حلقه O و حفظ سفتی
• فشار آب بندی را افزایش میدهد و عمر آب بندی را افزایش میدهد
• استفاده از اورینگ در فشار بالا بدون امکان برجستگی یا به اصطلاح برشی
• استفاده از O-rings ساخته شده از مواد  با سختی کمتر
• جبران شکاف های آب بندی شعاعی
• به عنوان مهر و موم داخلی و خارجی استفاده میشود
• قابل استفاده در حرکات چرخشی یا رفت و برگشتی
• جبران خسارت ناشی از نوسانات شدید حرارتی
• برای برنامه های استاتیک و پویا
• استفاده از حلقه رزرو
• قابل استفاده در ماشین های قالب گیری تزریق پلاستیک
• تجهیزات صنعت نفت و گاز
• فشار
• بیل مکانیکی
• ماشین آلات کشاورزی
• دریچه ها
• انواع مواد مورد استفاده برای حلقه های نگهدارنده
• تفلون خالص
• تفلون کربن 25 درصد یا تفلون کربن 35 درصد
• تفلون برنز 40%
• شیشه تفلون 15%

در برخی موارد که هیچ مشکل فنی وجود ندارد، می توان از خانواده پلی آمیدها استفاده کرد، به ویژه پلی آمید مبتنی بر روغن یا پلی آمید حاوی مولیبدن.

انواع بک آپ رینگ

1. انواع رینگ های نگهدارنده آب بند خارجی (پیستونی)
2. حلقه ساپورت بدون چاک

• نوع CB

بخش مستطیل شکل
نوع جنس: PTFEتفلون
استفاده ثابت
امکان حرکت چرخشی و رفت و برگشتی

• نوع SB

بخش مقعر
مواد NBR، FKM
سطح تماس بزرگ این حلقه نگهدارنده با اورینگ از اورینگ در برابر فشارهای زیاد و ضربانی محافظت می کند و از اورینگ در برابر تغییر شکل محافظت می کند.
این باعث افزایش پایداری ابعادی اورینگ و عمر مفید اورینگ می شود.
ترجیحاً برای موارد استاتیک استفاده میشود.
حرکات متقابل امکان پذیر است.

• نوع SA:

بخش مقعر
جنس تفلون PTFE
سطح تماس بزرگ این حلقه نگهدارنده با اورینگ از اورینگ در برابر فشارهای زیاد و ضربانی محافظت می کند و از اورینگ در برابر تغییر شکل محافظت می کند.
این باعث افزایش پایداری ابعادی اورینگ و عمر مفید اورینگ می شود.
در موارد استاتیک و متحرک استفاده می شود
حرکات چرخشی و رفت و برگشتی در آن امکان پذیر است.
دیسک های شیاردار

• نوع W:

بخش مستطیل شکل
جنس: تفلون PTFE
زاویه چاک 30 درجه یا 45 درجه
در دریچه های ثابت یا متحرک استفاده میشود
امکان حرکت چرخشی یا رفت و برگشتی
در مواردی که شیار بسته داریم و رینگ های پشتیبان بدون کارتریج مناسب نیستند این مناسب ترین گزینه برای نصب و کار است.

• نوع SD:

سطح برش مقعر
جنس: تفلون PTFE
چاک یا زاویه برش 30 درجه یا 45 درجه
سطح تماس بزرگ این حلقه نگهدارنده با اورینگ از اورینگ در برابر فشارهای زیاد و ضربانی محافظت می کند و از اورینگ در برابر تغییر شکل محافظت می کند.
این باعث افزایش پایداری ابعادی اورینگ و عمر مفید اورینگ می شود.
در موارد استاتیک و متحرک استفاده می شود
حرکات چرخشی و رفت و برگشتی امکان پذیر است.
در مواردی که شیار بسته داریم و رینگ های پشتیبان بدون کارتریج مناسب نیستند این مناسب ترین گزینه برای نصب و کار است.
دیسک های پشتیبان مناسب برای چرخش آستین ها

• نوع PSU:

بخش مستطیل شکل
جنس: تفلون PTFE
چاک یا زاویه برش 30 درجه یا 45 درجه
شامل دو پیچ استاندارد است که به زاویه کارتریج ها ختم می شود.
در مواردی که شیار بسته داریم و رینگ های پشتیبان بدون کارتریج مناسب نیستند این مناسب ترین گزینه برای نصب و کار است.
اندازه های مختلف برای استفاده در حلقه های پشتیبان مختلف
حلقه پشتیبانی برای مهر و موم داخلی (شفت):

• نوع SU:

بخش مستطیل شکل
جنس: تفلون PTFE
در موارد استاتیک و متحرک استفاده می شود
حرکات چرخشی و رفت و برگشتی در آنها  امکان پذیر است.

• نوع SB:

سطح برش مقعر
مواد: PTFE، تفلون، NBR، FKM
سطح تماس بزرگ این حلقه نگهدارنده با اورینگ از اورینگ در برابر فشارهای زیاد و ضربانی محافظت می کند و از اورینگ در برابر تغییر شکل محافظت می کند.
این باعث افزایش پایداری ابعادی اورینگ و عمر مفید اورینگ می شود.
در موارد استاتیک و متحرک استفاده می شود
دارای قابلیت متقابل است.
حلقه نگهدارنده شیاردار

• نوع SG:

بخش مستطیل شکل
جنس: تفلون PTFE
چاک یا زاویه برش 30 درجه یا 45 درجه
در موارد استاتیک و متحرک استفاده می شود.
حرکات چرخشی و رفت و برگشتی امکان پذیر است.
در مواردی که شیار بسته داریم و رینگ های پشتیبان بدون کارتریج مناسب نیستند این مناسب ترین گزینه برای نصب و کار است.

• نوع SC:

سطح برش مقعر
جنس: تفلون PTFE
چاک یا زاویه برش 30 درجه یا 45 درجه
سطح تماس بزرگ این حلقه نگهدارنده با اورینگ از اورینگ در برابر فشارهای زیاد و ضربانی محافظت می کند و از اورینگ در برابر تغییر شکل محافظت می کند.
این باعث افزایش پایداری ابعادی اورینگ و عمر مفید اورینگ می شود.
در موارد استاتیک و متحرک استفاده می شود
دارای قابلیت متقابل است.
در مواردی که شیار بسته داریم و رینگ های پشتیبان بدون کارتریج مناسب نیستند این مناسب ترین گزینه برای نصب و کار است.
حلقه های نگهدارنده چرخشی

• نوع PSU:

بخش مستطیل شکل
جنس: تفلون PTFE
چاک یا زاویه برش 30 درجه یا 45 درجه
دارای قابلیت متقابل است.
در موارد استاتیک و متحرک استفاده می شود
در مواردی که شیار بسته داریم و رینگ های پشتیبان بدون کارتریج مناسب نیستند این مناسب ترین گزینه برای نصب و کار است.
جبران تغییرات دمایی بالا و تلرانس های ناشی از کشش پیچ
شامل دو پیچ استاندارد است که به زاویه کارتریج ها ختم می شود.

پرمصرف ترین محصول آب بندی  O-Ring نام دارد که در سایزها و متریال های مختلف ساخته می شود که بسته به قطر داخلی و ضخامت O-Ring مشخص است. اندازه های O-ring باید با تناسب  و کاتالوگ های استاندارد مطابقت داشته باشد، در غیر این صورت باعث سایش بیش از حد یا انطباق کم و در نتیجه نشت می شود. یکی از مشکلات اصلی اورینگ ها اکستروژن است که با بک آپ رینگ ها حل شده است.

مزایای استفاده از بک آپ رینگ های تفلونی

در این بخش بیایید ابتدا مزایای استفاده از بک آپ رینگ های تفلونی را بررسی کنیم. برخی از مزایای استفاده از آنها عبارتند از:

• برای سیل رخ دادن حرکات متقابل را امکان پذیر می کند.
• به حفظ و نگهداری سیل کمک می کند و مانع از دفرمه شدن اورینگ ها می شود.
• با بهبود فشار آب بندی به افزایش عمر خدمت سیل کمک می کند.
• موجب تسهیل وقوع حرکات جانبی می شود.
• از تغییر شکل اورینگ ممانعت به عمل می آورد و به حفظ سفتی آن کمک می کند.
• با افزایش فشار آب بندی موجب افزایش طول عمر آن می شود.
• امکان استفاده از اورینگ ها را در سیستم های فشار بالا بدون برجستگی فراهم می کند.
• در سیستم هایی که از بک آپ رینگ استفاده شده است می توان از اورینگ های ساخته شده از مواد با سختی کمتر استفاده کرد.
• این قطعه منجر به جبران شکاف های آب بندی شعاعی می شود.
• امکان استفاده از بک آپ رینگ ها به عنوان مهر و موم داخلی و خارجی وجود دارد.
• در حرکات چرخشی و یا رفت و برگشتی کاربرد دارند.
• به  جبران خسارات ناشی از نوسانات شدید حرارتی کمک می کند.
• برای برنامه های استاتیک و پویا بسیار پرکاربرد است.
• می توان از آن به عنوان حلقه رزرو نیز استفاده کرد.

انواع متریال های مورد استفاده برای بک آپ رینگ

همانطور که قبلا اشاره نمودیم مواد گوناگونی برای متریال بک آپ رینگ ها مورد استفاده قرار می گیرد. انواع متریال مورد استفاده برای بک آپ رینگ را می توان به این صورت بیان کرد. در ساخت بک آپ رینگ ها از تفلون خالص، تفلون کربن 25 درصد،  تفلون کربن 35 درصد،  تفلون برنز 40 درصد و شیشه تفلون 15 درصد استفاده می شود. اما در سیستم ها و تجهیزاتی که مشکل فنی وجود ندارد می توان از خانواده پلی آمیدها به خصوص پلی آمید مبتنی بر روغن یا پلی آمید حاوی مولیبدن استفاده کرد.

انواع بک آپ رینگ برای آب بند خارجی (پیستون)

حال اجازه دهید انواع بک آپ رینگ برای آب بند خارجی (پیستون) را بیان کنیم. می توان انواع آن را به صورت زیر عنوان کرد:

• نوع SV: مقطع مستطیلی، بدون چاک، تفلون،
• نوع SH: مقطع مستطیلی، برشدار، تفلون،
• نوع SP: مارپیچ، تفلون،
• نوع SA: مقعر، بدون چاک، تفلون،
• نوع SB: مقعر، بدون چاک، NBR، FKM،
• نوع SD: مقعر، برش دار، تفلون.

بک آپ رینگ های چاک دار

در ادامه بیایید بک آپ رینگ های چاکدار را بررسی کنیم. در بک آپ رینگ ها ما دو نوع بدون چاک و چاک دار در اختیار داریم. نوع چاک دار آن دارای مشخصات زیر هستند:

1- نوع SH:

• سطح مقطع مستطیلی
• متریال: PTFE تفلون
• زاویه چاک 30 درجه یا 45 درجه
• استفاده در مواره ایستا یا متحرک
• امکان حرکات چرخشی یا متقابل
• در مواردی که شیار بسته داریم و بک آپ رینگ های بدون چاک جوابگو نیستند مناسب ترین گزینه برای نصب و راه اندازی می باشد.

2- نوع SD:

• سطح مقطح مقعر
• متریال: PTFE تفلون
• زاویه چاک یا برش 30 درجه یا 45 درجه
• سطح تماس بالای این بک آپ رینگ با اورینگ باعث محافظت اورینگ در برابر فشارهای بالا و ضربان دار و محافظت از اورینگ در برابر دفرمه شدن می شود.
• ثبات ابعادی اورینگ و مدت زمان سرویس دهی اورینگ را افزایش می دهد.
• مورد استفاده در موارد ایستا و متحرک
• امکان حرکات چرخشی و متقابل را دارد.
• در مواردی که شیار بسته داریم و بک آپ رینگ های بدون چاک جوابگو نیستند مناسب ترین گزینه برای نصب و راه اندازی می باشد.

بک آپ رینگ های مناسب برای موارد چرخشی

در برخی موارد از بک آپ رینگ های مناسب برای موارد چرخشی استفاده می کنند. اگر بخواهیم آن را توضیح دهیم خواهیم داشت:

در نوع BP که دارای مشخصات زیر است:

• سطح مقطع مستطیلی
• متریال: PTFE تفلون
• زاویه چاک یا برش 30 درجه یا 45 درجه
• شامل دو پیچش استاندارد که در محل زاویه ی چاک ها تمام می شوند.
• در مواردی که شیار بسته داریم و بک آپ رینگ های بدون چاک جوابگو نیستند مناسب ترین گزینه برای نصب و راه اندازی می باشد.
• ابعاد مختلف برای استفاده در بک آپ رینگ های مختلف

در این مقاله در مورد بک آپ رینگ ها مطالبی را بیان نمودیم. اشاره کردیم که در واقع بک آپ رینگ ها چه هستند و در چه مواردی از آنها استفاده می کنند. به برخی از مزایای آنها اشاره نموده و نکاتی را پیرامون خصوصیات آنها بیان نمودیم. اشاره کردیم که چه متریال هایی در آنها استفاده می شود و گفتیم برای آب بند خارجی از چه انواعی از آنها استفاده می کنند. در مورد بک آپ رینگ های چاک دار و مناسب برای موارد چرخشی نیز صحبت کرده و در مورد مشخصات این نوع بک آپ رینگ ها مطالبی را عنوان نمودیم.