Kumista ja muovista valmistetut tiivistys tuotteet – Luento 1: Standarditiivistimet

1. Nopea yleiskatsaus

"Standarditiivit" noudattavat itse asiassa kansainvälisissä merkkikatalogeissa samanaikaisesti kahta yksinkertaista järjestelmää.

Yksi järjestelmä luokittelee ne muodon ja poikkileikkauksen mukaan: O-rengas, kapseloitu O-rengas, neliörengas, D-rengas, X-rengas (Quad-rengas) ja yhdistetyt tiivistyslevyt.

Toinen järjestelmä luokittelee ne asennustavan ja tehtävän mukaan: staattiset tiivisteet, pinnantiivisteet, liitoslevytiivisteet ja kiinnitysosien tiivisteet.

Trelleborg, Freudenberg, Parker ja Hutchinson järjestävät kaikki kataloginsa tällä tavoin. Ne ryhmittelevät O-renkaat, X-renkaat, liitoslevytiivisteet ja yhdistetyt levyt yhteen laajaan "staattisten tiivisteiden" ryhmään sen sijaan, että ne myisivät kunkin erikseen.

Kun tarkastellaan maailmanluokan merkkejä, tämän kategorian kannalta tutkittavia merkkejä ovat: Trelleborg, Freudenberg Sealing Technologies, Parker Hannifin/Prädifa ja Hutchinson. Teollisuuslaitteisiin SKF on hyvä vertailukohta. Aasiassa NOK on se standardi, jota kannattaa seurata.

Nämä yritykset eivät myy pelkästään yhtä kumirenkasta. Ne tarjoavat kokonaispaketin: materiaalit, koko- ja mittastandardit, urakuviot, käyttöohjeet, sertifikaatit ja myyntikanavat.

2. Suurten kansainvälisten brändien asemointi

Trelleborg: Erittäin kattava staattisten tiivistysten valikoima. He luettelevat avoimesti O-renkaat, FEP-kapseloitut O-renkaat, Quad-Ring/X-Ring -renkaat, liimatut tiivistykset (metalli + kumi) ja Kantseal-neliörenkaat jne. Heidän tyylinsä on "standardiosat plus suunnitellut staattisten tiivistysten muodot."

Freudenberg Sealing Technologies: Vahva materiaali- ja täydellisten tuoteryhmien osaamisessa. He tarjoavat O-renkaita, X-renkaita, kapseloituja O-renkaita, liitosrenkaita ja USIT-renkaita kiinnittimiin. He muuntavat staattiset tiivistykset järjesteltyiksi tuoteryhmiksi.

Parker / Prädifa: He luettelevat O-renkaat, X-renkaat, D-renkaat, liitosrenkaat, kiinnitinrenkaat ja ORFS-pintatiivistykset. Heidän vahvuutensa on staattisten tiivistysten tiukka yhdistäminen hydraulisiin ja nesteliitäntöihin.

Hutchinson: Tarjoaa O-renkaita, X-renkaita, liimattuja tiivistimiä ja PFS-liitosrenkaita. Heidän liitos- ja liimattujen tiivistimien tuotelinjansa ovat erinomaisen selkeitä – hyviä eurooppalaisen teollisuuden staattisten tiivistimien ajattelun mukaisen sovittamisen tueksi.

SKF: Tehtaidequipmentissa he tarjoavat O-renkaita, tukirenkaita, neliörenkaita ja staattisia tiivistimiä. Luotettava vertailukohta teollisuuden sovittamisessa.

NOK: O-renkaat ja tiivistysratkaisut ovat heidän perustoimintaansa. He kattavat autoteollisuuden, rakennuskoneet, puolijohdeteknologian, vetyjärjestelmät ja muut alat. Hyvä vertailukohta aasialaiselle massatuotannolle ja teollisuuden toimitusketjulle.

3. Tuoteluettelo – yksi kerrallaan

1. O-renkassarja

O-renkaat

Tämä on kaikkien standarditiivistimien perusta. Parker toimittaa niitä AS 568B-, DIN ISO 3601-, JIS- ja muiden standardien mukaisesti. Freudenberg pitää O-renkasta klassisena staattisena tiivistimenä ja valmistaa myös erityisiä dynaamisia versioita. SKF ja NOK tekevät samoin. Kun verrataan suuria merkkejä keskenään, todellinen ero ei ole siinä, "osaatko valmistaa O-renkaan?", vaan materiaaleissa, standardikokoisten renkaiden varastossa, sertifikaateissa, puhtaudesta ja toimitusnopeudessa.

Kapseloitu O-rengas

Tämä on korkeamman arvon tuote. Trelleborgin FEP-O-rengas käyttää silikoni- tai fluorirubinauhaista ydintä ja saumatonta FEP-ulkokerrosta. Se tarjoaa erinomaisen kemikaalikestävyyden ja alhaisen kitkan sekä täyttää standardit ISO 3601, AS 568, BS 4518 jne. Freudenberg markkinoi kapseloituja O-renkaita vaativiin staattisiin tiivisteväliin ja korostaa selvästi, että FEP/PFA-versiot ovat pääasiassa tarkoitettu staattiseen käyttöön. Hyvä vahvojen kemikaalien käsittelyyn, korroosiosuojaan, korkean puhtauden vaatimuksiin tai elintarvikkeiden kanssa kosketuksissa oleviin sovelluksiin. Määrä saattaa olla pieni, mutta brändin arvo on korkeampi.

Neliörengas

Kansainväliset brändit kutsummat sitä yleensä neliörenkaaksi tai neliöpoikkileikkauksiseksi renkaaksi. Trelleborgin Kantseal on klassinen esimerkki: neliöpoikkileikkaus, pääasiassa staattisiin tiivisteväleihin SAE-liitännöissä ja päätykannissa. Myös SKF luokittelee neliörenkaat staattisten tiivistevälien alle. Sen arvo johtuu siitä, että se sopii paremmin liitännän ja kannen suunnitteluun kuin yksinkertainen pyöreä O-rengas.

D-kehä

Parkerin määritelmä on selkeä: se on taloudellinen vaihtoehto perinteisille säteittäisille tiivisteilmeille ja toimii staattisissa, takaisin- ja eteenliikkuvissa sekä heilahtelevissa sovelluksissa. Tasainen pohja estää kierrekiertovaurion. Freudenberg tarjoaa myös D-renkaita erityisenä O-renkaan muotona. Kyseessä ei ole suuritehoinen tuote, mutta se lisää todellista arvoa siellä, missä kokoonpanon vakaus on tärkeää.

X-renkaat / Quad-renkaat

Yleisin parannus tavalliselle O-renkaalle. Trelleborgin Quad-renkaat / X-renkaat ovat nelilipaisia, toimivat molempiin suuntiin ja soveltuvat sekä staattisiin että dynaamisiin käyttökohteisiin. Ne tarjoavat paremman tiivistystehon ja alhaisemman kitkan verrattuna tavalliseen O-renkaaseen. Freudenbergin X-renkaat (XR-mallit) soveltuvat liitoslevyihin, päätykansien tiivistykseen, putkiliitoksiin sekä takaisin- ja eteenliikkuvien tai pyörivien osien tiivistykseen. X-renkaat ovat erinomainen tapa siirtyä standardiosista brändattyihin parannusosuihin.

Kumitiivisteet / tasatiivisteet

Kansainvälisissä katalogeissa näitä ei myydä "tähtistandardituotteina". Ne kuuluvat tiivistimiin / liitostiivisteisiin / tasoliitostiivisteisiin. Freudenberg pitää tiivistimiä tiivistysjärjestelmän osana. Trelleborg tarjoaa prosessiteollisuudelle standardiliitostiivisteitä. James Walker keskittyy tasoliitostiivisteiden materiaaleihin. Toisin sanoen kyseessä ovat enemmän "piirustusspesifiset" tai "työkohteeseen erityisesti soveltuvat" osat. Merkin vahvuus perustuu materiaali- ja sovellustietoon, ei pelkästään muotoon.

2. Urat ja liitositiivistimet

Paikallaan olevat tiivisteet

Tämä ei ole yksi ainoa muoto. Se on nimitys kaikille tiivistimille, joissa ei ole suhteellista liikettä. Trelleborg ja SKF käyttävät kategoriaa "staattiset tiivistimet". Freudenberg jakaa sen edelleen O-renkaisiin, X-renkaisiin, liitostiivisteisiin ja USIT-renkaisiin. Suuret merkit osoittavat, että kilpailu staattisissa tiivisteissä tarkoittaa koko valikoiman muotojen + urasuunnittelun + työkohteen mukaisen sovituksen tarjoamista, ei pelkästään yhden kumirenkaan myyntiä.

Pintatiivistimet

Kansainväliset merkit eivät yleensä käytä yhtä kiinteää tuotenimeä. Ne jakavat tuotteet liitostyypin mukaan. Parkerin Seal–Lok ORFS on tyypillinen kaupallinen nimi pinnallisille tiivisteil­lä – se korostaa vuotamattomia liitoksia korkeassa paineessa, värinässä ja painepulssien vaikutuksessa. Yksinkertaisille pääpeitteille tai pinnallisille urille merkit luokittelevat ne staattisten tiivisteen tai liitoslevytiivisteen alakategorioihin sen sijaan, että ne luodaisiin uudeksi laajaksi kategorioiksi.

Liitoslevytiivisteet

Tämä on alakategoria, jolla on paljon brändipotentiaalia. Parker mainitsee liitoslevytiivisteet ja kiinnitysosatiivisteet. Freudenbergilla on liitoslevytiivisteet ja peite­tiivisteet. Hutchinsonilla on PFS-liitoslevytiivisteet, ja he väittävät, että ne voivat korvata kierrettyjä tiivisteitä ja kumitiivisteitä. Trelleborgin staattisen tiivisteen järjestelmään kuuluvat myös SAE-liitoslevytiivisteet. Liitoslevyosat ovat enemmän insinööri­suuntautuneita, koska ne liittyvät tiukasti liitoslevystandardien, ruuvivoiman ja asennustoleranssien kanssa.

Yhdistetyt pesukkeet

"Yhdistetty pesukierre" on yleinen kiinalainen nimitys. Kansainväliset merkit jakavat sen useaan eri tyyppiin, kuten yhdistettyihin tiivistyspesukierreihin, kiinnitystiivistimiin, USIT-renkaisiin tai liimattuihin pesukierreihin. Parker kutsuu niitä kiinnitystiivistimiksi / yhdistetyiksi tiivistyspesukierreiksi, jotka koostuvat metallikannattimesta ja vulkanoidusta elastomeerilipusta. Freudenberg käyttää nimitystä USIT-renkaat – kiinnitystiivistimet. James Walker käyttää yksinkertaisesti nimitystä liimattu pesukierre. Luodessa katalogeja pidä molemmat nimitykset, eli sekä kiinalainen yleisnimitys että kansainvälinen nimitys.

Liimattu tiivistin (metalli + kumi yhdistetty tiivistin)

Tämä on kypsintä ja kansainvälisesti tunnetuinta nimitystä yhdistetyille pesukierreille. Trelleborg listaa liimattuja tiistimiä...

4. Tuotepuu + kansainvälisten merkkien vastaavuus + materiaali / käyttöalue / vaikeustaso

Vaikeustaso tarkoittaa tässä yhteydessä "kuinka vaikeaa on kehittää ja tuottaa tuotetta sarjatuotantona." Arviointi perustuu materiaaleihin, mittojen ja toleranssien hallintaan, muotteihin, jälkikäsittelyyn, siihen, onko kyseessä metalli–kumi-yhdistelmä, kuinka paljon tuote riippuu liitospinnan / kierreliitoksen / uran sovittamisesta sekä kuinka paljon käyttötestausta vaaditaan.

Kansainväliset brändikatalogit eivät listaa kaikkia tuotteita tasaisesti. Ne järjestävät tuotteita kahdella tavalla samanaikaisesti: muodon/rakenteen ja liitoksen/asennustavan perusteella. Siksi on parasta käsitellä termiä "staattinen tiiviste" sovellustunnisteena, ei erillisenä tuotetasona.

Tuotepuu

Standarditiivisteet

A. Standardipoikkileikkauksen tiivisteet

• O-renkaat

• Kapseloitu O-rengas

• Neliörengas

• D-rengas

• X-rengas / Quad-rengas

• Kumitiiviste / litteä tiiviste

B. Liitos/urapohjaiset staattiset tiivisteet

• Staattinen tiiviste (sovellustunniste)

• Pintatiiviste

• Liitoslevytiiviste

• Yhdistetty pesukalvo (yhdistelmäpesukalvo / kiinnitysosien tiivistävä pesukalvo)

• Liimattu tiiviste (metalli + kumi yhdistetty tiiviste)

Luetteloyhteenveto

(1) O-renkaat

Vertailumerkit: Trelleborg / Freudenberg / NOK.

Pääasialliset materiaalit: NBR, HNBR, EPDM, FKM, FFKM; myös erikoisversiot, joissa käytetään PTFE:tä.

Tyypillisiä käyttökohteita: öljyn, veden, ilman ja kaasun tiivistäminen venttiileissä, pumppuissa, hydrauliikassa, pneumatiikassa, autoissa, kotitalouskoneissa ja yleisessä teollisuuslaitteistossa.

Vaikeustaso: alhainen.

(2) Kapseloitu O-renkaan

Vertailumerkit: Trelleborg FEP O-renkaat / Freudenbergin kapseloitut O-renkaat.

Pääasialliset materiaalit: FEP/PFA-ulkokerros + FKM- tai VMQ-ydin.

Tyypilliset käyttötavat: voimakkaiden kemikaalien, tyhjiön, liitosten staattisten tiivistysten, korkean puhtauden ja elintarvikkeisiin tarkoitettujen staattisten tiivistysten käyttö. Kansainväliset merkit korostavat, että niitä käytetään pääasiassa staattisiin tiivistyksiin.

Vaikeustaso: korkea.

(3) Neliörenkaan

Vertailumerkit: Trelleborg Kantseal / SKF:n neliörenkaat / Freudenbergin neliörenkaat.

Pääasialliset materiaalit: pääasiassa NBR ja FKM.

Tyypilliset käyttötavat: SAE-liitokset, päätykannet ja kannenlevyt staattiseen tiivistykseen. Painopiste on muodon säilyttämisessä ja helpossa asennuksessa.

Vaikeustaso: Keskitasoinen.

(4) D-renkaat

Vertailumerkit: Parkerin D-renkaat / Freudenbergin D-renkaat.

Pääasialliset materiaalit: sama perhe kuin O-renkaissa – NBR, FKM, HNBR, EPDM jne.

Tyypilliset käyttötavat: säteittäiset tiivisteet staattisiin, takaisin- ja eteenpäin liikkuvien sekä heilahtelevien sovelluksiin. Kansainväliset merkit pitävät sitä rakenteellisena parannuksena O-renkaaseen verrattuna.

Vaikeustaso: Keskitasoinen.

(5) X-renkaat / Quad-renkaat

Vertailumerkit: Trelleborgin Quad-renkaat / Freudenbergin X-renkaat / Hutchinsonin JF4.

Pääasialliset materiaalit: yleensä NBR ja FKM; voidaan laajentaa muihin elastomeereihin.

Tyypilliset käyttötavat: staattiset – liitokset, putket, päätykannet; dynaamiset – hydrauliikka, pneumatiikka, takaisin- ja eteenpäin liikkuvat, pyörivät ja heilahtelevat sovellukset. Merkit korostavat alhaisempaa kitkaa, parempaa tiivistystä ja vähäisempää kiertämistä verrattuna tavallisiiin O-renkaisiin.

Vaikeustaso: Keskitasoinen–korkea.

(6) Kumitiivisti / tasatiivisti

Vertailumerkit: Freudenbergin tiivisteet / tasatiivisteet.

Pääasialliset materiaalit: kumi, kuitu, grafiitti, PTFE sekä teollisuusluokkaiset materiaalit kuten EPDM ja FKM/fluoropreeni.

Tyypilliset käyttötavat: staattinen tiivistys kahden tasaisen pinnan välillä – liitokset, venttiilit, liittimet, pumpunkotelo; myös kemian-, elintarvike-, juomateollisuus ja lääketeollisuus.

Vaikeustaso: alhainen–kohtalainen (yksinkertaiset tasatiivisteet = alhainen; teollisuuskohtaiset = kohtalainen).

(7) Staattinen tiiviste

Vertailumerkit: Trelleborgin staattiset tiivisteet / Freudenbergin staattiset tiivisteet.

Pääasialliset materiaalit/rakenteet: sisältävät O-renkaat, neliörenkaat, X-renkaat, tasatiivisteet, liitettyjä tiivisteitä jne.

Tyypilliset käyttötavat: kaikki liikkumattomat aksiaaliset tai radiaaliset tiivisteet. Merkit käyttävät termiä "staattinen tiiviste" luokitteluna ja luettelevat sen sisällä todelliset muodot.

Vaikeustaso: ei arvioitu erikseen – se on itse asiassa sovelluskategoria.

(8) Kasvopakkaus

Vertailumerkit: Parker Seal–Lok ORFS / Freudenberg:n staattiset aksiaaliset tiivistykset.

Pääasialliset materiaalit: yleensä samat kuin O-renkaan perheessä; ORFS-versio koostuu liitososasta ja O-renkaan tiivistyksestä.

Tyypilliset käyttötavat: korkeapaineiset, värähtelyyn ja pulssiin alttiit kasvoliitokset, kuten hydrauliputkiliittimet, venttiililohkon kasvot ja liittimet. Kansainvälisesti näitä kutsutaan usein liitosratkaisun mukaan pikemminkin kuin yksittäisen renkaan mukaan.

Vaikeustaso: Keskitasoinen–korkea.

(9) Liitoslevytiiviste

Vertailumerkit: Freudenberg FLAN89 / Hutchinson PFS -liitoslevytiivisteet.

Pääasialliset materiaalit/rakenteet: yksi tyyppi on TPU-liitoslevytiiviste; toinen koostuu ruostumattomasta teräksestä valmistetusta pesäkkeestä ja vulkanoidusta elastomeerilipusta.

Tyypilliset käyttötavat: SAE J518 -hydrauliliitoslevyt, putkiliitoslevyt ja ruuvattavat liitoslevyliitokset. Merkit pitävät tätä teknisemmin suunniteltuna ratkaisuna kuin tavallisena O-renkaana.

Vaikeustaso: korkea.

(10) Yhdistetty pesäke (yhdistelmä- tai kiinnitysosien tiivistävä pesäke)

Vertailumerkit: Parker Fastener Seals / Freudenberg Fastener Seals / Hutchinson Banjo Sealing Washers.

Pääasialliset materiaalit/rakenteet: yleensä metallikantaja + vulkanoitu kumiläppä. Freudenbergin standardi on NBR + sinkitty hiilikteräs, mutta voidaan laajentaa FKM-, EPDM- ja silikoni-kumiin jne.

Tyypilliset käyttötavat: ruuvit, kiinnitysruuvit, kierreputket, putkiliitokset ja banjoliitokset vuodon estämiseksi.

Vaikeustaso: Keskitasoinen–korkea.

(11) Liimattu tiivistin (metalli + kumi yhdistetty tiivistin)

Vertailumerkit: Trelleborgin liimattu tiivistin / Hutchinsonin liimattu tiivistin / Freudenberg US:n liimatut tiivistimet.

Pääasialliset materiaalit/rakenteet: metallirenkaan/sisäosan + vulkanoitu kumikappale. Metalli voi olla hiilikterästä, ruostumatonta terästä, messinkiä, alumiinia jne. Kumina käytetään yleensä NBR-, HNBR-, FKM- tai EPDM-kumia.

Tyypilliset käyttötavat: kierreliitokset, liitosliitokset, korkeapaineiset hydrauliikka- ja pneumatiikkajärjestelmät, polttoaine, ilmastointi ja ilmanvaihto (HVAC) sekä nesteiden siirto. Tämä on yksi kansainvälisissä katalogeissa eniten standardoituja metalli–kumi staattisia tiistimiä.

Vaikeustaso: korkea.

Tuotelinjan kerrosten kuvaus yhdellä lauseella

Perustason suuritehomittaiset osat: O-renkaat, tavalliset kumitiivisteet / tasotiivisteet.

Tuottoa parantavat osat: neliörenkaat, D-renkaat, X-renkaat ja yhdistetyt washereet.

Korkean arvon osat: kapseloituja O-renkaita, liitoslaipan tiivistimiä, liimattuja tiivistimiä.