Þéttunartækni og efnival í hydraulíkkerfum

Þéttun er lykillinn að því að halda hydraulískum kerfum í góðu gangi. Hver vökvaútganga úr síldinni eða pistóninum, eða hver umferð skita inn í kerfið, mun stytta líftíma heils kerfisins og gera það minna árangursríkt.

Til að koma í veg fyrir að vökvi renni út og skit komi inn hefur iðnaðurinn unnið út margar mismunandi þéttunaraðferðir, tæknilegar lausnir og aðferðir. Hver einstök þéttun hefur sín eigin styrk. Í sumum erfðum verkefnum getur ein þéttun ekki verið nóg, svo verkfræðingar nota í staðinn heildarþéttunarkerfi.

Val og notkun þéttunarkerfa

Þéttunarkerfi er venjulega samsett úr nokkrum sérstökum þéttunum sem vinna saman til að gefa mikla heildarafkvæmi. Þéttunarkerfi fyrir háþrýstisílindra inniheldur venjulega fjórar hluta: hreinsunarþéttun, stöngarþéttun (eða aðalþéttun), bilunarþéttun (eða aukathéttun) og leiðbeiningshring.

Fjórir efnishyndirnar sem notaðar eru oftast í þéttunum fyrir vökvaþrýstikerfi í dag eru pólýúrétan (PU), nitríl-gúmmí (NBR), flúor-gúmmí (FKM) og PTFE.

Hvernig á að velja rétta efni

Val á efni byggist á starfsskilyrðum. Ólík efni reaga

ólíka við hverja efna- og efnavörusamsetningu, og sum efni geta unnið meiri þrýsting eða hitastig. Efnið verður einnig að standa á móti því að vera „sprengt“ úr lögunni sinni. Rétta valið byggist því alltaf á nákvæmri uppgöfum um verkefnið.

Hér eru algengustu þéttunarefnin og hvað þau eru góð fyrir.

1. Pólýúrétan (PU)

Polyúrethan er sterkt plastefni með margar úrethangruppur í efnafræðistöðu sinni. Það er tegund þykkvismálmelsís, sem hefur eiginleika bæði harðs plasts og gummis og fyllir bilin á milli þeirra.

Eiginleikarnir þess koma af þremur aðalhráefnum: pólýól, díísókýanat og keðjuskiptingarefni. Tegundin og magn hvers hráefnis, ásamt því hvernig þau endurskyldast, ákvarða lokaeiginleikana. Polyúrethan gefur venjulega:

·Háa mekaníska styrk

·Háan tögröðustyrk

·Mjög góða slitageinkunn

·Frábæra flókhleika

·Stífleika sem er hægt að stilla yfir víðan svið

·Vítt hárdleikasvið án þess að missa elástíkni

·Góða mótsögn gegn ózóni og aldri

·Frábæra mótsögn gegn sliti og rissun

·Góð móttæld á olíu og bensín

Hitamáli: –30 til 80°C. Sérstaklega hárfýsju gerðir geta unnið upp í 110°C í langan tíma í miskilolíu.

2. Nitrílhrúða (NBR)

NBR er framleitt úr butadíen og akrylónítríl. Magnið af akrylónítríl (ACN) breytir eiginleikum þess mjög:

·Sprettkraftur

·Þvottþol við lága hitastig

·Hversu auðvelt er að gas fer í gegnum það

·Þjöppunarskortur

·Móttæld á svellingu í miskilolíu, smyrjum og eldsneyti

NBR með lág ACN-magn er mjög sniðugt við lága hitastig (niður að um það bil –45°C), en hefur aðeins meðalstöðug móttæld á olíu og eldsneyti. NBR með hátt ACN-magn hefur besta móttældina á olíu og eldsneyti, en gæti aðeins

verði flóknilegur niður að -3°C. Þegar ACN-hlutfallið hækkar minnkar elástíkni og þyngd samþrýstings eykst.

NBR er góður í:

· Að standa á móti svellingu í alifatískum kolefnisefnum, smyrjum, eldsökuðum rafhydraulískum olíum (HFA/HFB/HFC), grænmetssáu og dýrasáu, léttum bensínblöndum og dísilolíu

· Að meðhöndla heitt vatn upp að 100°C (t.d. í vatskipulagsskerfum), veikum syrðum og basum

· Meðalstöðugleiki gegn háarómátískum bensínblöndum

Það svellur mikið í árómátískum kolefnisefnum, klórínuðum kolefnisefnum, eldsökuðum HFD-olíum, esturum, pólörum leysidrum og glykól-bremsublöndum.

Hitasvið: -40 til 100°C (stutt tíma upp að 130°C). Sérstakar blöndur geta notaðs við lága hitastig niður að -55°C. Yfir þessum markmiðum verður efnið harðara.

3. Flúor-rubber (FKM)

FKM er framleitt með því að sameina vinýlídínflúoríð (VF) við mismunandi magn af

heksaflúorpropelín (HFP), tetrflúoretilen (TFE) og öðrum efnum. Blöndan og flúorinnihaldið (65–71%) ákvarða hversu vel það stendur á móti efnum og lághitum. Hægt er að súða það með diamín, bisfenól eða örgjörvuperoxíð.

FKM er þekkt fyrir:

·Umráðandi hitaþol

·Umráðandi ávöxtun á olíu, bensín, hydraulíkólíu og kolvetnisleisi

·Gott eldþol

·Mjög lág gassamfelling

·Há svellning í pólíska leisum, ketónum, eldvarnarhydraulíkólíum af gerðinni Skydrol og bremsublændum

Hitasvið: umtalsvert -20 til 200°C (stutt tíma upp að 230°C). Sérstök viður geta verið notað frá -50 til 200°C.

4. Pólytetraflúóróetílen (PTFE)

PTFE er framleitt úr tetratetraflúóróetílen. Þessi ekki elástísku efni er sérstök vegna þess að:

·Yfirborðið er mjög slétt og stöðugt

·Það er óeitrað í allt að 200°C·Ómikið lág þvinga gegn nánast öllum öðrum yfirborðs-statískt og driflegt þvinga eru nánast eins

·Frábæri rafmagns einangrun (næstum óþrifin af tíðni,hita eða veðri)

·Betri efnaþol en önnur plast eða gúmmí

·Eingöngu ráðist af fljótandi álkalíum álfum og nokkrum flúorvefjum við háan hita

Hiti á svæðinu: 200°C til 260°C. Jafnvel við mjög lága hitastig hefur það ennþá nokkur áhrif á

pTFE er mjög sveigjanlegt og getur hrærst með tímanum.Flestir vökvaþéttingar sameina það við fjöru eða gúmmíhlutir til að halda læppinni þétt.

Algengar innsiglingar í vökvasíldurum

Hér eru algengustu þéttategundir sem notaðar eru í vökvasíldurum.

1.Súlar fyrir stungu

·Slátturinn milli stútsins og sílinderrörsins - mjög mikilvægur fyrir að sílindurinn virki vel

·Algengasta hönnunin er vefjusíðusíða, en O-hringir eða T-síðusíður eru einnig notaðir

·Verður að veita þéttan sæl á meðan friðjudragið er lágt

·Gerðir úr mismunandi efnum eftir því hvaða verkefni þær eru ætlaðar fyrir

·Þarf kerfisþrýsting til að ýta vefjusíðunni þétt saman

2. Vefjar (dust seals)

·Sterk rífanda aðgerð til að halda mór, vatni, ryki og skrud úti

·Rífja olíuhúðina aftur í kerfið þegar stöngin dregst saman

·Vernda aðal-sælana og lengja líftíma þeirra

·Gerðar eru venjulega úr hávirkum pólýúrethan

·Notaðar eru oft sem smurr-sælur á tengistöngum líka

3. Stöngarþéttun

·Koma í veg fyrir að olía leki út úr kerfinu

·Verður að virka vel bæði við lágt og hátt þrýsting

·Þarf að hafa mikla ástandsheldni gegn útskotningu og slitageyðingu

·Á að endurheimta olíufilmin í kerfið

·Höndlar venjulega þrýsting upp að 31,5 MPa

4. Bilunarthéttun

·Höndlar skyndilegar háþrýstishrugur

·Verndar stöngarþéttunina gegn þrýstingsbylgjum

·Getur sleppt þrýstingi sem er fastlæst milli þéttunanna, sem lengir lífstíð stöngarþéttunarinnar og leyfir breiðari bil án útskotningar. Er einnig mjög slitageyðingarstöðug.

5. Leiðbeiningshringir (slitband)

·Koma í veg fyrir að málmbirgdir inni í síldri snertist hvort annað

·Halda pistonskánum og pistoni í miðju

·Hjálpa þéttunum að haldast lengur

6. O-hringir

·Algengustu fyrir staðstæðar (óhreyfanlegar) þéttanir

·Þéttar með því að vera samþrúkuð radíalt eða áskennd

·Virka í báðá átt

·Geta verið notaðar sem kraftaframleiðandi eða sem aðalþéttun

·Sjálfsþéttandi – engin aukasýnd eða hraði nauðsynlegur

Þéttunartækni er hjarta áreiðanleika, langlífðar og árangurs hydraulískra kerfa. Frá því að velja rétta eindráttarefni til að hanna heildarkerfi með mörgum hlutum verður hver valkostur að passa nákvæmlega við ákveðið ýkki, hitastig og starfsaðstæður.