衝撃機構用シールと給進機構用シールは、まったく異なる条件下で動作し、またまったく異なる原因で劣化・破損します。にもかかわらず、両者は区別されることなく「シールキット」として一括発注されています。衝撃機構用シールは、打撃圧力160~200 bar、周波数40~55 Hzの条件下で動作し、運転時間あたり約18万回の接触サイクルに耐える必要があります。これは高周波疲労を伴う用途です。一方、給進機構用シールは、給進圧力40~80 barのもとで、シリンダを0.3~1.2 m/分の速度で1,200~2,000 mm移動させ、運転時間あたり約8~12回の全ストロークを完了させる必要があります。これは低速かつ高負荷のスライド(摺動)用途です。
これらの異なる運動学的動作モードでは、シールの幾何形状およびゴム配合の優先順位が異なります。衝撃用シールには、最大限の疲労抵抗性と、急激な圧力サイクル下でもリップ部の接触を維持する能力が求められます——そのため、ポリウレタン(PU)が好まれます。送りシリンダーシールには、低始動摩擦力、ロッド表面の切削屑を除去する優れたワイパーパフォーマンス、および全行程(1,200–2,000 mm)にわたる高いスライドシール効率が求められます——そのため、多くの送りシリンダー用途では、NBR製エナジーザー・スプリングを備えたPTFEバックアップ付きリップシールが、純粋なPUシールよりも採用されています。異なる回路間でシール材を混在させても即座に破損することはありませんが、通常の寿命と見分けがつかない加速摩耗を引き起こします。この摩耗は、保守エンジニアが2つの回路における「故障までの運転時間」を比較するまで気づかれません。
衝撃機構用シール vs 送り機構用シールの設計比較
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特徴 |
衝撃機構用シール |
送り機構用シール |
代替による影響 |
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動作頻度 |
40–55 Hzの打撃 — 時間あたり180,000回 |
時間あたり8–12回の全ストローク — ほぼ静的滑動 |
衝撃回路におけるフィードシールの使用は、疲労により60~80時間以内に破損する |
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動作圧力 |
160~210 barの衝撃圧力 |
40~80 barのフィード回路圧力 |
フィードシリンダ内の衝撃シールがブレークアウト力を付与し、スティック・スリップ掘削を引き起こす |
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推奨コンパウンド |
疲労抵抗性向上のためのポリウレタン(PU)ショア硬度90~95 |
低摩擦性向上のためのPTFEバックドNBRまたはPTFEバックドPU |
NBR製衝撃シールは、ポリウレタン(PU)製と比較して、衝撃掘削時の疲労破損速度が2倍となる |
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ロッド表面の滑走速度 |
高周波微小ストローク — ボア面の状態が極めて重要 |
低速連続ストローク — ロッド表面粗さ Ra 0.4–1.6 μm |
打撃ボア内の給油シリンダーサーマルシール — 疲労強度が不十分 |
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保守点検間隔(清浄な使用条件) |
衝撃用シール:400–480時間 |
給油シリンダーシール:800–1,200時間 |
衝撃用の保守周期で給油シールを交換すると、残存寿命の50–60%が無駄になる |

計画的な大規模オーバーホール時に、両回路に対応するキットを一括で注文するのは合理的です。というのも、両回路への分解アクセスが同時に可能となるためです。ただし、両者の保守周期は2倍以上異なっているため、保守記録上では別々に管理すべきであり、単一のスケジュールで同期させるべきではありません。HOVOO社は、SandvikおよびAtlas Copco製ジャンボドリル向けに、衝撃回路用および給油回路用の個別のシールキットを提供しており、各回路ごとの保守周期に関するガイドラインも付属しています。参考情報は hovooseal.com にてご確認ください。
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