표면 조도가 중요한 이유
O-링은 고무가 상대 표면에 눌려 금속의 미세한 골을 모두 채울 때 밀봉합니다. 표면이 너무 거칠면 돌출부 사이에 누설 경로가 남고 동적 링을 마모시킵니다. 반대로 동적 밀봉면이 지나치게 매끄러우면 움직이는 링에 필요한 얇은 윤활막을 유지하지 못해 스틱 슬립과 마모가 생깁니다. 따라서 올바른 조도는 단순히 “가능한 한 매끄럽게”가 아니라 범위이며, 밀봉면과 홈, 정적과 동적 용도에 따라 달라집니다.
권장 거칠기
거칠기는 보통 산술 평균인 Ra로 지정합니다. 일반적인 목표는 다음과 같습니다.
| 표면 | 정적 밀봉 | 동적 밀봉 |
|---|---|---|
| 밀봉면(보어, 로드, 글랜드 면) | 약 1.6 µm Ra 이하 | 약 0.4 µm Ra 이하 |
| 홈 측벽과 바닥 | 약 1.6 µm Ra 이하 | 약 0.8–1.6 µm Ra |
정적 씰은 미끄러짐이 없으므로 동적 씰보다 거친 면을 허용할 수 있습니다. 움직이는 상대면은 마모를 제한하면서 윤활막도 유지하도록 약 0.4 µm Ra 또는 그보다 미세해야 합니다. 홈 자체는 동적 밀봉면보다 덜 민감하지만 찍힘, 공구 채터와 버가 없어야 합니다.
너무 거친 표면과 너무 매끄러운 표면
- 너무 거친 표면은 고무가 채우지 못하는 골을 남겨 유체가 새고, 동적 씰에서는 돌출부가 줄처럼 작용해 링 수명을 단축합니다.
- 너무 매끄러운 동적 표면은 유효 범위보다 지나치게 연마되면 접촉면의 윤활제가 부족해져 스틱 슬립, 마찰 급증과 접착 마모를 일으킵니다.
동적 씰에는 대개 미세하되 거울처럼 연마되지 않은 플래토형 표면이 가장 좋습니다. 따라서 조도 사양은 최대값만이 아니라 동적 표면에서는 사실상의 최소값도 있는 범위입니다.
Ra 이외의 요소
Ra만으로 모든 것을 설명할 수는 없습니다. 밀봉선을 가로지르는 날카로운 단일 스크래치는 평균 거칠기가 양호해도 누설되므로 가공 흠집의 방향도 중요합니다. 로드에서는 축방향보다 원주 방향 결이 방사형 밀봉에 유리합니다. 누설이 가공 흔적을 따라가기 때문입니다. 홈의 모따기와 에지 처리는 표면 Ra와 별개로 조립 중 링을 보호합니다.
계산기에서 확인하는 위치
동적 밀봉 계산기는 접촉면과 홈 거칠기를 설계 입력으로 받아 권장 범위를 벗어난 값을 표시합니다. 왕복 씰은 방사형 동적 계산기를 사용하고, 정적 조인트는 방사형 정적 및 단면 밀봉 도구에서 압축률과 홈 치수를 함께 검토하십시오.
자주 묻는 질문
동적 O-링 밀봉에 필요한 표면 조도는 얼마입니까? 움직이는 밀봉면은 보통 약 0.4 µm Ra 또는 그보다 미세해야 합니다. 마모를 제한할 만큼 미세하되 윤활막을 유지하지 못할 정도로 과도하게 연마해서는 안 됩니다.
정적 O-링은 더 거친 표면에서도 밀봉할 수 있습니까? 예. 미끄러짐이 없으므로 정적 면은 밀봉선을 가로지르는 흠집만 없다면 일반적으로 약 1.6 µm Ra까지 사용할 수 있습니다.
항상 더 매끄러울수록 좋습니까? 아닙니다. 특히 동적 씰에서는 유효 거칠기보다 낮아지면 표면이 윤활제를 유지하지 못해 스틱 슬립과 접착 마모가 생깁니다. 거울면이 아니라 권장 범위를 목표로 하십시오.