Nagy nyomásra tervezett NBR és PU O-gyűrűk hidraulikus rakodógépekhez és bányászati teherautókhoz

A hidraulikus rakodógépek és az ultraosztályú bányászati teherautók (szállítóautók) hatalmas teljesítménye a 300–500 bar közötti nyomáson működő hidraulikus rendszerekből származik. Ezek a rendszerek a gép keringési rendszerét képezik, és minden funkciót meghajtanak – a kar és a kosár mozgatásától kezdve a kormányzást és fékezést is. A tömítések ebben a környezetben folyamatosan ki vannak téve a magas nyomásnak, a nyomáscsúcsoknak (ütőterheléseknek), a magas hőmérsékletnek (a környezeti feltételekből és a folyadék összenyomódásából eredően), valamint a folyamatos dinamikus mozgásnak. A meghibásodás elvesztett teljesítményhez, környezeti szennyeződéshez és katasztrofális rendszerkárosodáshoz vezethet.

A nitril-gumi (NBR) továbbra is a leggyakoribb tömítőanyag a szokásos ásványi alapú hidraulikafolyadékokat (HLP típus) használó hidraulikus rendszerekhez. Kiváló ár-érték arányt nyújt, jó ellenállást mutat a folyadással szemben, megfelelő hőmérséklet-tartománnyal rendelkezik a legtöbb alkalmazáshoz, és elegendő mechanikai tulajdonságokkal bír. Sok statikus tömítésnél (portcsatlakozásokban lévő O-gyűrűk, flansztömítések) és kevésbé igényes dinamikus alkalmazásoknál az NBR teljesen megfelelő anyag. A szabványos összetételek – például 70 Shore A vagy 90 Shore A – a tömítőülés kialakításától és a nyomástól függően kerülnek kiválasztásra.

Azonban a legkritikusabb dinamikus hengeralkalmazásokban —különösen a nagy teherbírású emelő- és döntőhengerek dugattyú- és rúdtömítéseiben —A poliuretán (PU vagy AU) gyakran az elsődleges anyagválasztás. A poliuretán elasztomerek nem gumik, hanem polimerek, amelyek szerkezete lényegesen eltér a gumiétól, így kiváló tulajdonságokkal rendelkeznek:

· Kivételesen magas kopás- és kiszorítási ellenállás: Ezek talán a legkopásállóbb polimer tömítések, amelyek képesek elviselni az oldalirányú terhelést és a potenciális fémtől-fémig terjedő érintkezést nagy, hosszú lökethosszúságú hengerekben.

· Magas szakítószilárdság és teherbíró képesség: Nagyon magas nyomásokat is elviselnek deformálódás vagy kiszorítódás (extrudálódás) nélkül a hézagokba.

· Kiváló szakadási ellenállás.

  Hátrányuk egy korlátozottabb hőmérséklettartomány (általában –40 °°C és +100 °°C) és gyenge ellenállásuk a forró víz, a gőz és egyes vegyi anyagokkal szemben. Főként hidraulikus olajokkal használatosak.

A Caterpillar, a Komatsu és a Hitachi OEM-gyártók részletes szervizkézikönyveket biztosítanak, amelyekben pontosan meghatározzák az egyes hengermodellekhez szükséges tömítéskészleteket. Ezek a készletek gyakran többféle anyag kombinációját tartalmazzák: PU anyag a fő nyomást viselő tömítésekre, NBR anyag a másodlagos tömítésekre és takarítógyűrűkre, valamint néha PTFE alátámasztó gyűrűket ultra-nagy nyomású alkalmazásokhoz.

Az autonóm és távműködtetésű bányászati berendezések megjelenése Ausztrália Pilbara régiójában, valamint egyes amerikai bányákban további összetettséget ad a kérdésnek. A tömítések megbízhatósága még fontosabbá válik, mivel egy ember nélküli járműnél fellépő szivárgás észrevétlen maradhat, amíg nem okoz hibát, ami drága távoli diagnosztikát és javítási munkálatokra kiutazó személyzet mobilizálását eredményezi. Az előrejelző karbantartási stratégiák – amelyek szenzorokat használnak a hidraulikafolyadék tisztaságának, hőmérsékletének és nyomásának időbeli változásainak figyelésére – integrálva vannak a tömítések élettartamára vonatkozó adatokkal, így a cseréket a tervezett karbantartási időszakokra ütemezik, maximalizálva ezzel a gépek rendelkezésre állását ezekben a nagy tőkeigényű, folyamatos (24/7) műveletekben.