โอริง(O-ring) อุปกรณ์กันรั่วที่ไม่ควรมองข้าม

โอริง(O-ring) ถือเป็นส่วนประกอบสำคัญของอุปกรณ์ที่นำมาใช้ในระบบเครื่องจักรอุตสาหกรรม ถือเป็นชิ้นส่วนสำคัญของอุปกรณ์ที่ใช้ร่วมกับของไหลชนิดต่าง ๆ เช่น อากาศ, น้ำ, น้ำมัน ตัวอย่างอุปกรณ์ที่มีโอริงเป็นส่วนประกอบภายใน เช่น กระบอกสูบ (air cylinder)  วาล์วควบคุมความเร็ว (speed controller), และอุปกรณ์อื่นๆ อีกมากมาย ในบทความนี้เราจะมาพาเพื่อนๆ ไปทำความรู้จักกับอุปกรณ์ชิ้นนี้ให้มากยิ่งขึ้นกันครับ

โอริง(O-ring) คืออะไร ?

โอริง(O-ring) เป็นซีลชนิดหนึ่งที่มีรูปร่างคล้ายกับขนมโดนัทหรือห่วงยาง โดยมีหน้าตัดเป็นรูปวงกลม ซึ่งชิ้นส่วนชิ้นนี้ถูกผลิตขึ้นมาด้วยวัสดุที่มีความยืดหยุ่น (elastic materials) ตัวอย่างเช่น ยางธรรมชาติ (Nitrile) หรือ NBR, ไวตัน (Viton) หรือ (Viton® or Fluorocarbon), ซิลิโคน (Silicone) ,เอทธิลีนโพรพิลีนไดอีน (Ethylene-Propylene Diene) หรือ EPDM  เป็นต้น การนำไปใช้งานนั้นขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมและจุดประสงค์ต่าง ๆ ตัวอย่างเช่น ใช้ในเครื่องจักรประเภทผลิตอาหาร ต้องคำนึงอุณหภูมิ ประเภทของของไหล และตำแหน่งที่ติดตั้งของโอริงว่ามีการเคลื่อนที่อย่างไร เป็นต้น

โอริง(O-ring) ทำหน้าที่อะไร 

โอริง(O-ring) ทำหน้าที่ เป็นซีลป้องกันการการรั่วซึมให้กับของไหล เช่น ของเหลว (Liquid) ประเภทน้ำมันในระบบไฮดรอลิค (Hydraulic system) หรือ แก๊ส (Gas) ในระบบลมอัด หรือ ระบบนิวเมติกส์ (Pneumatic system) เป็นต้น

การทำงานของโอริง (O-ring)

ตัวอย่างการทำงานของโอริงในถังสูญญากาศ

ก่อนการประกอบจะเห็นว่า เส้นผ่านศูนย์กลางของโอริงมีขนาดใหญ่กว่าขอบถังเล็กน้อย

เมื่อนำโอริง ไปประกอบกับชิ้นงานจะเห็นได้ว่า โอริงถูกบีบให้เปลี่ยนรูปจากวงกลมกลายเป็นวงรี ซึ่งช่วยให้สามารถป้องกันการรั่วซึมของของไหลได้บางส่วน

เมื่อลมภายในถังสูญญากาศถูกดูดออกไป ทำให้ความดันภายในถังเปลี่ยนไป ส่งผลให้โอริงมีรูปร่างที่เปลี่ยนแปลงดังรูป จึงทำให้สามารถป้องกันการรั่วซึ่มของอากาศได้ดียิ่งขึ้น

การติดตั้ง โอริง(O-ring) แบ่งออกเป็นกี่ประเภท

การติดตั้ง โอริงแบ่งออกได้เป็น 2 รูปแบบดังนี้

โอริงที่ติดตั้งกับชิ้นส่วนที่อยู่กับที่ (Static seal) 

เป็นการติดตั้งโอริงในส่วนที่ไม่มีการเคลื่อนที่ ตัวอย่างเช่น โอริงที่ติดตั้งอยู่ในกระบอกสูบด้านที่ไม่มีการเคลื่อนที่

■ ติดตั้งโอริงในส่วนที่ไม่มีการเคลื่อนที่

จากภาพจะเห็นได้ว่า O-ring ถูกติดตั้งภายในของกระบอกสูบซึ่ง โอริงไม่มีการเคลื่อนที่เมื่อก้านสูบมีการเคลื่อนที่เลื่อนเข้าและเลื่อนออก

โอริงที่ติดตั้งกับชิ้นส่วนที่มีการเคลื่อนที่ (Dynamic seal) 

เป็นการติดตั้งโอริง ในส่วนที่มีการเคลื่อนที่ตัวอย่าง แบ่งได้ออกเป็น 3 ประเภท ดังนี้

1. Reciprocating เป็นการติดตั้งโอริงเพื่อป้องกันการรั่วซึมในแนวระยะชักของกระบอกสูบ

■ ติดตั้งโอริงในส่วนที่มีการเคลื่อนที่

จากภาพจะเห็นได้ว่า O-ring ถูกติดตั้งอยู่ภายในของกระบอกสูบ มีการเคลื่อนที่ไปพร้อมกับก้านสูบ

2. Rotary seal คือ โอริงที่ถูกติดตั้งอยู่กับอุปกรณ์ที่มีการหมุน เช่น ปั๊ม

← (ลูกศรสีส้ม) แสดงทิศทางการเสียดสีระหว่างเพลากับ โอริง

จากภาพจะสังเกตเห็นได้ว่า ในขณะที่เพลากำลังหมุน โอริงก็จะเกิดการเสียดสีไปพร้อมกับเพลาในเวลาเดียวกันในทิศทางตรงกันข้ามกับการหมุนของเพลา

3. Oscillating คือ โอริงที่ถูกติดตั้งอยู่ในอุปกรณ์ที่มีการเคลื่อนที่ตามแนวระยะชัก (Reciprocating) และ การหมุน (Rotary seal) มักพบเจอได้ในวาล์ว

↑↓　แสดงทิศทางการเสียดสีระหว่างเพลากับโอริง ในรูปแบบ Reciprocating

←　แสดงทิศทางการเสียดสีระหว่างเพลากับโอริง ในรูปแบบ Rotary seal

การระบุขนาดของโอริงทำได้อย่างไร 

การระบุขนาดของโอริง สามารถทำได้โดยใช้ไม้บรรทัดหรือเวอร์เนียคาลิปเปอร์ก็ได้ แต่มีข้อควรระวังก็คือ ในขณะที่ทำการวัดต้องไม่กดโอริงแรงจนเกินไป ซึ่งอาจทำให้ขนาดที่ได้มีความคลาดเคลื่อน เรามาดูกันครับว่ามีค่าอะไรบ้างที่จำเป็นในการระบุขนาดของโอริง 

โดยปกติแล้วในแคตตาล็อก นิยมบอกค่าโอริงในรูปแบบของ เส้นผ่านศูนย์กลาง X ความกว้างของหน้าตัด ตัวอย่างเช่น 10 X 2
นอกจากนี้การเลือกขนาดโอริงต้องคำนึงถึงเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (outer diameter) เพิ่มอีกด้วย เพราะมีผลต่อการประกอบกับชิ้นส่วนที่จำเป็นต้องใช้งานร่วมกัน

จบไปแล้วนะครับสำหรับสาระความรู้เกี่ยวกับพื้นฐานและหน้าที่การทำงานของ O-ring หวังว่าเพื่อนๆ จะเข้าใจการทำงานของอุปกรณ์ชิ้นนี้มากยิ่งขึ้น สุดท้ายนี้เรามีคำศัพท์ที่น่าสนใจมาฝากกันเหมือนเดิมครับ

คำศัพท์ที่น่าสนใจ