При проектировании гидроцилиндра уплотнения подбирают, учитывая наличие тех или иных решений, условия работы гидроцилиндра и такие характеристики, как температура, давление и скорость.
Производитель цилиндра выбирает или те гидравлические манжеты, с закупкой которых не будет проблем, или, наоборот, хочет затем реализовывать ремкомплект уплотнений как запчасти и выбирает нестандартные профили или размеры.
Компании с большой технической базой часто не устраивает по различным причинам качество стандартных изделий. В этом случае они вместе с производителем уплотнений изготавливают изделия по своим требованиям.
Основные характеристики уплотнений
- 1.Давление
Стандартные уплотнения (штоков, поршня) работают при давлении до 400 бар. Но это их максимальное значение.
При работе гидравлического цилиндра возможен гидроудар, т.е. скачок давления, при котором уплотнение выдавливается в зазор (происходит экструзия).
Например, штоковая манжета работает при давлении до 400 бар, если установить ее вместе с защитным кольцом, то давление повысится до 500 бар. Экструзию можно ограничить уменьшением зазора между металлическими подвижными частями, но это ведет к удорожанию конструкции и требует высокоточного оборудования.
Ищете уплотнения для гидроцилиндров? Наши специалисты помогут с выбором
- 2.Температура
Обычно температура при работе гидроцилиндра +80С, температура на рабочей кромке резиновых колец вследствие трения намного выше, чем температура масла.
При повышении температуры снижается вязкость рабочей гидравлической жидкости, ухудшаются условия смазки и увеличивается трение и износ уплотнений. С повышением температуры материал уплотнительного кольца становится более эластичным и может потерять стабильность формы. В зависимости от условий эксплуатации, может быть целесообразным дополнительный подпор динамической кромки металлической пружиной или кольцом круглого сечения из фторкаучука (FKM) или гидрированного бутадиен-акрилонитрильного каучука (HNBR).
При низкой температуре твердость материала повышается. Уплотнение теряет упругость. Одновременное увеличение вязкости масла почти не влияет на надежность действия уплотнений. При низких температурах до -40 C хорошо себя зарекомендовали морозостойкие материалы на основе бутадин-акрилонитрильного каучука ( NBR ).
- 3.Скорость
Скорость между уплотнением и движущейся уплотняемой контрповерхностью для эластомерных материалов (резина, полиуретановые и полиэфирные термоэластопласты) находится обычно в пределах 0,1 - 0,5 мс. Для фторопластовых материалов - допустимо до 5 мс.
Появление смазывающей пленки и трение в основном зависят от скорости. При скорости 0,05 мс и ниже толщина масляной пленки между кромкой уплотнения и металлической поверхностью мала, что приводит к их прямому контакту. Повышается трение и износ уплотнения. При высоких температурах, когда снижается вязкость рабочей жидкости, может возникнуть явление Stick-slip (движение рывками). Для устранения проблем используются материалы с низким коэффициентом трения (например, фторопласт-политетрафторэтилен - PTFE).
При скорости выше 0,5 мс наблюдается гидродинамическое давление, в результате кромка уплотнения отходит от металлической поверхности и возникает утечка рабочей жидкости.
