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、両者を単に「 シーークット 」とひとくくりにして注文する場合が多く見られます。衝撃機構用シールは、打撃圧力160~200バール、周波数40~55Hzの条件下で動作し、運転時間1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。これは高周波疲労が主な劣化要因となる用途です。一方、給進機構用シールは、給進圧力40~80バールのもと、速度0.3~1.2m/分で1,200~2,000mmのストロークを繰り返すシリンダを駆動します。運転時間1時間あたりの完全ストローク数はわずか8~12回程度であり、低速・高負荷のスライド用途となります。
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
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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、両回路を同時に整備する場合は、両方のシールを含むキットを一括で注文するのが合理的です。というのも、このタイミングでは両回路への分解アクセスが同時に可能になるためです。ただし、両者の保守交換周期は2倍以上異なりますので、メンテナンス記録上は別々に管理し、同一のスケジュールで同期させるべきではありません。HOVOO社では、衝撃回路用と給進回路用のシールをそれぞれ別々に供給しています。 シールキット 対応車種 サンドビック およびアトラス・コプコ社製ジャンボ(各回路ごとの保守間隔ガイダンス付き)。参考サイト:hovooseal.com。
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