
Dinamika O-rings sasprindzināšanas blīvējumi līdzsvaro blīvēšanas spēku, berzi, lubrikācijas plēvi, noplūdi un kalpošanas ilgumu. Statiskie blīvējumi galvenokārt koncentrējas uz to, vai kompresijas pēc ilglaicīgas lietošanas tiek saglabāts kontaktspriegums; dinamiskiem blīvējumiem jārisina arī relatīvais kustības process, tāpēc ietekmējoši faktori ir atveršanas spēks, darbības berze, pieķeršanās-slīdēšana/lēnā kustība, siltuma ražošana, nodilums un lubrikācijas plēves sabrukums.
O-formas blīvējumam jābūt pietiekami saspiestam, lai nodrošinātu blīvēšanu, taču jo ciešāk tas ir saspiests, jo lielāka ir berze un nodilums.
The Parker Grāmata „O-formas blīvējumu rokasgrāmata” primāros faktorus, kas ietekmē dinamisko blīvējumu berzi, iedala trīs kategorijās: blīvējuma daļas faktori (ģeometriskā forma, izgatavošanas precizitāte, priekšsaspiests, materiāla cietība, sausa/mitra berzes koeficients, izpletīšanās un zemtemperatūras uzvedība); vidēs faktori (lubrikācijas plēves veidošanās, viskozitāte un tās temperatūras atkarība); un ekspluatācijas apstākļu faktori (darba spiediens, berzes ātrums, savienoto metāla virsmu raupjums, apstrādes precizitāte, sviru-veltnīšu rādiālā slodze un ievadīšanas apstākļi).
Dinamiskā O-ringa berze var tikt vienkāršota kā: Ff ≈ μ × N, kur N ≈ N(kompresijas priekšslodze) + N(videi izraisītais spiediens) + N(novirze/ievadīšana). Citiem vārdiem sakot, berze tiek noteikta ne tikai pēc materiāla — tā ir kopīgi noteikta ar berzes koeficientu μ un kontaktspēku N.
Pēc O-ringa uzstādīšanas rievtā, tas tiek saspiests radiāli vai aksiāli, radot sākotnējo blīvēšanas kontaktspiedienu. Šis spiediens ir noderīgs statiskai blīvēšanai, bet dinamiskās blīvēšanas gadījumā tas kļūst par berzes avotu. Jo lielāka ir saspiešana, jo lielāka ir kontaktvirsmas platība un jo augstāks ir blīvēšanas līnijas spiediens — starta un darbības laikā rodas augstāka berze. Parker Low-Friction parametru tabulā arī skaidri norādīts, ka berzi var samazināt, „samazinot O-ringa saspiešanu, samazinot šķērsgriezumu, samazinot cietību, samazinot spiedienu, izmantojot smērvielu un samazinot darba virsmas raupjumu”. Tomēr šeit pastāv inženieru kompromiss: pārāk maza saspiešana rada noplūdes risku, bet pārāk liela saspiešana rada lielāku iesākuma spēku, siltumu un nodilumu.
Hidrauliskajos cilindros, pneimatiskajos cilindros un izpildmehānismos O gredzens netiek vienkārši uzstādīts saspiešanas stāvoklī — sistēmas spiediens papildus iedarbojas uz O gredzenu, virzot to pret blīvējuma virsmu un palielinot kontaktspiedienu. Par O-slēdziņi , berze parasti pieaug, kad palielinās spiediens; Parker rokasgrāmatā arī norādīts, ka O gredzena berze pieaug kopā ar darba spiedienu. Tāpēc bieži sastopamā problēma augstspiediena hidrauliskajos cilindros ir tāda: jo augstāks ir spiediens, jo uzticamāka ir blīvēšana, taču berze, siltums un nodilums arī kļūst izteiktāki.
Gumija nav cieta materiāla, bet viskoelastisks materiāls. Slīdošās berzes laikā tajā notiek virsmas saķere, lokāla elastiska deformācija, histērēzes zudums un mikrošķēlšanās/saspiešanās–atjaunošanās kavēšanās. Tas nozīmē, ka O-formas gredzena berze rodas ne tikai no virsmas „skrāpēšanas”, bet arī no enerģijas zuduma gumijas ķermenī deformācijas–atjaunošanās cikla laikā. Cietība, piepildītāju sistēma, virsmas apstrāde, materiāla polaritāte un vides savietojamība visi ietekmē berzes uzvedību.
Izplešanās spēks, ko sauc arī par izplešanās berzi vai statisko berzi, ir problēma, ko dinamiskās blīves lietotāji visvieglāk pamanā, parasti tā izpaužas šādi: hidrauliskā cilindra spiediena straujš pieaugums starta brīdī; pneimatiskais cilindrs pirmajā kustībā jūtas skaidri iestrēgusi; aktuatora pozicionēšana sākas nevienmērīgi; pirmā kustība pēc apstāšanās perioda ir īpaši smaga; servosistēmas pozicionēšanā parādās drebēšana vai pārsteigšana.
Pēc tam, kad O gredzens ir stāvējis noteiktu laiku, priekšsaspiešana pakāpeniski izspiež lubrikācijas plēvi starp saskares virsmām, un gumijas un metāla virsmas tuvojas berzes vai robežberzes stāvoklim. Jo ilgāks ir stāvēšanas laiks, jo plānāka ir eļļas kārtiņa un jo izteiktāka ir līme, kā rezultātā pieaug izkustības spēks. Parker rokasgrāmatā norādīts, ka elastomēra statiskais izkustības berzes koeficients parasti ir ievērojami augstāks nekā dinamiskais berzes koeficients; jo ilgāks ir stāvēšanas laiks, jo vieglāk eļļa tiek izspiesta no blīvējuma saskares virsmas, un izkustības berze var tuvoties robežberzes līmenim — pat sasniedzot vairākas reizes lielāku vērtību nekā darbības laikā.
Ietekmējošais faktors |
Ietekme uz izkustības spēku |
Pārmērīgas kompresijas |
Augstāka saskares spiediena dēļ augstāka izkustības berze |
Rieva pārāk šaura |
O gredzens nevar deformēties atbilstoši, nenormāls saskares spiediens |
Materiāla cietības novirze |
Augsts saskares spiediens, zema elastība zemās ātrumā |
Līmīga materiāla virsma |
Pielīp pie metāla virsmas, pēc stāvēšanas kļūst vēl sliktāk |
Nepietiekama eļļošana |
Robežberzes daļa ir augstāka |
Ilgstošs stāvēšanas laiks |
Eļļas plēve tiek izspiesta ārā, pielīpšana stiprinās |
Augstas temperatūras |
Vides viskozitāte samazinās, eļļas plēve viegli tiek pārrauta |
Virsmas ir pārāk raupjas |
Griež un nodilst O gredzenu |
Virsmas ir pārāk gludas |
Īpaši pneimatiskajās lietojumprogrammās nav piemērots lubrikācijas plēves noturēšanai |
Stieņa/cilindra neatbilstība |
Vietējā pārspiede, vietējā berzes palielināšanās |
Darbības berze ir pretestība, ko O-ringa rada nepārtrauktā reciprokā kustībā. Tā tieši ietekmē cilindra efektivitāti, izpildmehānisma reakcijas ātrumu, zemas ātruma stabilitāti, siltuma veidošanos, blīvējuma kalpošanas ilgumu, enerģijas patēriņu un vadības precizitāti. Darbības berzes grūtība: zemāka berze bieži nozīmē lielāku noplūdes risku; stingrāka blīvēšana paaugstina berzi un nodilumu. Parker rokasgrāmatā arī skaidri norādīts, ka kontaktspēkas samazināšana palielina noplūdes risku, tāpēc zema berze un augsta blīvēšanas spēja bieži prasa kompromisu.
Berzes stāvoklis |
Raksturlielumi |
Riskis |
Robežberze |
Ļoti plāns eļļas kārtiņa, plašs gumijas un metāla mikrokontakts |
Augsta ieslēgšanās berze, nodilums |
Jauktā berze |
Vietēja eļļas kārtiņa, vietējs tiešais kontakts |
Bieži izmanto dinamiskajās blīvēs |
Šķidruma lubrikācija |
Kontaktpoviršas nepārtraukti atdalītas ar eļļas kārtu |
Zema berze, bet augstāka noplūdes iespējamība |
Parker rokasgrāmatā berzes procesu blīvēm apraksta ar Stribecka līkni: no statiskā starta parasti ir robežberze, un noplūde ievērojami palielinās, kad pārejas uz jauktu berzi; tīra šķidruma lubrikācija nodrošina salīdzinoši stabila berzes koeficientu blīvē un nepārtraukta lubrikācija ievērojami samazina noplūdes risku. Rokasgrāmatā parasti norādīts, ka robežberzes koeficients ir aptuveni 0,3, bet jauktā berzē tas var samazināties līdz aptuveni 0,06–0,08, tomēr konkrētā vērtība ir atkarīga no lubrikācijas attiecības un ekspluatācijas apstākļiem.
Zemās svārstošās kustības ātrumā grūti veidojas lubrikācijas plēve, un berze paliek robežvai jauktajā zonā, kas palielina starta pretestību, lēnu kustību (creep) un nodilumu iespējamību. Kad ātrums palielinās, lubrikācijas plēve vieglāk veidojas un berzes koeficients var samazināties; Parker rokasgrāmatā norādīts, ka paaugstināts pistona ātrums parasti ir labvēlīgs berzes samazināšanai, jo augstāks ātrums vieglāk veido efektīvu lubrikācijas plēvi — tomēr absolūtā berze joprojām ir atkarīga no blīvējuma konstrukcijas, materiāla, spiediena un eļļas plēves novākšanas pakāpes. Tomēr ātrums nav jo augstāks, jo labāk. Augstā ātrumā, pat ja berzes koeficients samazinās, berzes jauda joprojām var pieaugt: P_siltums = F_berze × v. Tāpēc tipiskas problēmas zemā ātrumā svārstošajos apstākļos ir bažas par lēnu kustību (creep), bet augstā ātrumā — bažas par siltuma rašanos un nodilumu.
Stikslips, parasti saukts arī par stikšanu un slīdēšanu, kriepšanu vai zemās ātruma nestabilitāti, nav vienkārši „liela berze“ — tas ir dinamisks berzes spēka mainīguma parādība atkarībā no ātruma, kas pārklājas ar sistēmas elastību.
Tipiskas izpausmes: pneimatiskais cilindrs dreb, darbojoties zemā ātrumā; hidrauliskais cilindrs izstiepjas nepārtraukti zemā ātrumā; izpildmehānisms pozicionējas, vispirms iestrēgst un pēc tam pēkšņi pārlēk; servocilindra mikropozicionēšana ir nestabila; zemā ātrumā un augstā slodzē rodas periodiska drebēšana; apgriešanas brīdī reizēm notiek acīmredzami triecieni.
Parker rokasgrāmatā norādīti trīs nepieciešamie stikslipa rašanās nosacījumi: statiskā berze nepārtraukti pārsniedz dinamisko berzi; darbības ātrums ir zemāks par ātrumu, kurā berzes koeficients sasniedz savu minimālo vērtību; jauda tiek pārnesta caur elastīgu ķermeni, kas bieži novērojams hidrauliskajos cilindros ar kompresējamu eļļas kolonnu.
Inženierzinātniskos terminos: vispirms tas iestrēgst, sistēmas spiediens vai elastīgā deformācija turpina uzkrāties; kad tiek pārvarēta statiskā berze, berze pēkšņi samazinās un kustīgā daļa ātri metas uz priekšu; tad ātrums samazinās un tā atkal ieej stacionārā (iestrēguma) stāvoklī. Tas ir „iestrēgums–metiens–iestrēgums–metiens” cikls.
Zemā ātrumā lubrikācijas plēve nav pietiekami bieza, un blīvējuma virsma biežāk atrodas robežu berzes zonā. Šajā brīdī statiskā un dinamiskā berze atšķiras ievērojami. Tas ir īpaši izteikts pneimatiskajos sistēmās. Parker rokasgrāmatā norādīts, ka pneimatisko blīvējumu lubrikācijas apstākļi ir mazāk piemēroti nekā hidraulisko blīvējumu; ja tiek izmantota eļļas smērviela, lubrikācijas plēve nevar tikt nepārtraukti papildināta kā eļļas piegāde, bet, veicot svārstīgo kustību, tā pakāpeniski tiek noberzēta nost. Zema ātruma pneimatiskajiem cilindriem, ja ātrums tiek samazināts, regulējot gaisa piegādi, rāviena-slīdes risks ir pat vēl augstāks; asas blīvējuma malas un nepiemērota metāla virsmas raupjums arī pastiprina šo problēmu.
Zema ātruma pati par sevi nav problēma. Problēma ir nepietiekama lubrifikācijas kārtiņas veidošanā zemā ātrumā, statiskā berze ir daudz lielāka nekā dinamiskā berze, berzes–ātruma līknes slīpums ir nelabvēlīgs, kā arī sistēmas elastība. Tāpēc, kad klients saka: "pneimatiskais cilindrs pārvietojas pašā zemākajā ātrumā", atbilde nevar būt vienkārši "pievienojiet vairāk smērvielas". Ir nepieciešams pārbaudīt arī šādus faktorus: vai O-ringa kompresija ir pārmērīga; vai materiāls ir pārāk ciets vai tam ir spīdīga virsma; vai cilindra caurules virsma ir pārāk raupja vai pārāk spīdīga; vai ilgu laiku nav bijis piemērots eļļas smēršanas režīms; vai pistona stienis nav centrēts; vai gaisa piegāde balstās uz stingru regulēšanu, lai sasniegtu zemu ātrumu; vai cilindra caurules diametrs ir liels, bet slodze maza un nenovienmērīga; vai ir jāpāriet uz X-ringa, Y-ringa, U-kalna vai zemas berzes kombinācijas blīvējumu.
Dinamiskie blīvējumi nav ne pilnīgi sausa berzes, ne arī atkarīgi no ļoti biezas eļļas kārtas. Ideālais stāvoklis parasti ir plāna, stabila un labi pielipuša lubrikācijas kārta.
Parker rokasgrāmatā norādīts, ka optimālais stāvoklis ir salīdzinoši plāna lubrikācijas kārta ar pietiekamu pielipību; ja lubrikācijas kārta tiek noberzta, blīvēšana var joprojām būt ļoti cieša, taču nodilums pieaug ātrāk; ja lubrikācijas kārta ir pārāk bieza, tā var izraisīt nevēlamu noplūdi.
Kad lubrikācijas kārta ir pārāk plāna: atvienošanas spēks palielinās; palielinās līkšanas un slīdes risks; gumijas virsmas nodilums intensificējas; vietējā temperatūra paaugstinās; O-formas gredzena kontaktvirsma blīvējuma lūpā kļūst spožāka un saplīst; cilindrs var sākt skrēcot vai drebēt. Biežāk novērojamās cēloņi ir nepietiekams smērvielu daudzums, zema vidējā viskozitāte, augsta temperatūra, nepiemērota virsmas raupjums, pārmērīga priekškompresija un ilgs stāvēšanas laiks.
Ja lubrikācijas plēve ir pārāk bieza: berze var samazināties, bet stieņa virsmā palielinās eļļas daudzums; eļļas plēve tiek iznesta ārā, veicot svārstošo kustību; palielinās ārējā noplūde vai eļļas migla; pneimatiskā sistēma var piesārņot vidi; hidrauliskais cilindrs var sākt zaudēt eļļu caur stieni. Tāpēc apgalvojums „vairāk lubrikācijas vienmēr ir labāk” nav pareizs — dinamiskajām blīvēm nepieciešama kontrolējama eļļas plēve, nevis neierobežots eļļas piegādes daudzums.

Berzes siltuma rašanās var tikt saprasta, izmantojot vienkāršu sakarību: Psiltums = Ff × v. Zemā ātrumā vienības laikā radītais siltums var nebūt liels, taču robežberze un saķeres-slīdes parādība ir izteikta; augstā ātrumā berzes koeficients var samazināties, taču slīdes ātrums ir augsts, un siltuma rašanās ātrums joprojām var būt liels. Siltuma rašanās izraisa ķēdes reakciju: vide kļūst mazāk viskoza (Parker rokasgrāmatā arī norādīts, ka augstas temperatūras un zemas viskozitātes apstākļos lubrikācijas plēve var papildus tievēt, un berze var vēl vairāk palielināties, jo lubrikācija tiek vēl vieglāk traucēta), gumija mīkstina vai ciest (dažādi materiāli — NBR, FKM, EPDM, HNBR — vecumā iet dažādi atkarībā no vides un temperatūras), kompresijas deformācija palielinās (blīves atgriezeniskās spējas samazinās, kas vēlāk var izraisīt noplūdes), nodilums palielinās (virsmas nogurums, daļiņu atdalīšanās, rievas un plaisas kļūst redzamākas), smērviela noveco (īpaši pneimatiskajos vai zemu smērvielu saturu sistēmās), un sistēmas vadība pasliktinās (berze mainās atkarībā no temperatūras, izraisot reakcijas nobīdi servopiedziņās un precīzās darbinieku sistēmās). Klientiem siltuma rašanās nav izolēta kļūda — tā ir berzes, smērvielas, materiāla, ātruma un spiediena nevienmērīguma kopējs rezultāts.
O-formas blīvējumi, ko izmanto svārstošos dinamiskos blīvējumos, parasti nodilst ātrāk nekā statiskie blīvējumi. Parker rokasgrāmatā norādīts, ka berze izraisa nolietojumu; nolietojumu ir grūti precīzi prognozēt, taču tas tieši nosaka O-formas blīvējuma kalpošanas laiku un apkopju biežumu. Dažādos ekspluatācijas apstākļos blīvējošās detaļas patiesībā ilgstoši neatkarīgi no šķidrās lubrikācijas, bet gan darbojas jauktās berzes zonā, tāpēc nodurība lielā mērā ir atkarīga no materiāla, vidējās lubrikācijas spējas un pretējās virsmas raupjuma.
Nolietojuma/sabojāšanās veids |
Izskats |
Biežākās cēloņi |
Vienmērīgs nolietojums |
Kontaktpovirsmā kļūst plakana un spīdīga |
Normāls dinamiskais nolietojums, pārmērīga kompresija |
Rievainošanās nolietojums |
Virsmā redzamas virzieniskas svītras |
Raupja stieņa/cilindra virsma, daļiņu piesārņojums, eļļas trūkums |
Adhezīvs nolietojums |
Virsmas līpīgums, lokalizēta plīsumu veidošanās |
Augsta temperatūra, nesaderīgs materiāls un vidē, augsts berzes koeficients |
Izdilšana no pārmērīgas slodzes |
Virsmas plaisošana, daļiņu atdalīšanās |
Augsta ātruma svārstošais kustības režīms, pulsējošs spiediens, materiāla izturības samazināšanās |
Izspiešana un norīšana |
Mala nodilusi, ar uzraušanos |
Pārmērīgs spraugas lielums, augsts spiediens, nepietiekama cietība |
Spirālveida sagriešanās |
O-formas gredzens sagriezts, lokalizēta lokšņošanās |
Nepietiekami laba rievas konstrukcija, nepietiekama lubrikācija, nestabila kustības virziens |
Siltumizolācijas vecuma nodilums |
Cietināšanās, plaisošanās, kļūšana trauslāka |
Ilgstoša augsta temperatūra, berzes siltums, vides ietekme |
Hidrauliskā un pneimatiskā cilindra klientiem viskritiskākā atšķirība: vai tas ir blīvējuma materiāla trūkums vai arī sistēmas virsmas, eļļošanas vai vadīšanas apstākļi ir izraisījuši nodilumu? Dažas pēcpārdošanas problēmas nav tādas, ka O-formas gredzena materiāls pats par sevi ir "slikts" — vienkārši dinamiskā blīvējuma darbības apstākļi jau ir pārsnieguši vispārēja O-formas gredzena pielietojuma robežas.
Dinamiskās blīves savienošanas virsmas kvalitāti nevar novērtēt tikai pēc Ra vērtības. Svarīgi ir arī virsmas kalnu–dolu forma, slodzes pārnesošā platība un apstrādes metode. Parker rokasgrāmatā norādīts, ka dinamisko blīvju savienošanas virsmām parasti nepieciešama smalkāka apstrāde nekā statiskajām blīvju virsmām; ieteicamā savienošanas virsmas raupjuma reference vērtība ir Rt ≤ 2,5 μm, Ra 0,25–0,5 μm, ņemot vērā arī slodzes pārnesošo platību un kalnu formu; slīpētas, vilktas un līdzīgas aukstās apstrādes virsmas nedrīkst būt ar asiem kalniem, bet dolīši var veidot potenciālus eļļas rezervuārus, kas palīdz uzlabot dinamiskās blīvēšanas darbību.
Pārāk raupa virsma: sagriež gumiju; destabilizē eļļas kārtiņu; palielina jauktās berzes daļu; palielina abrazīvo nodilumu; saīsina blīves kalpošanas laiku.
Pārāk gluda virsma arī nav vienmēr laba — īpaši pneimatiskos un zemu smērvielas daudzumu apstākļos. Pārmērīga polīšana var izraisīt sliktu smērvielas plānās kārtas noturēšanas spēju, gumijai vieglāk pielīp pie metāla virsmas un izraisīt lielāku izslēgšanas berzi un “līkšanu” (stick-slip).
Tāpēc dinamiskajām blīvējuma virsmām vajadzētu tiekties pēc šāda: bez virsotnēm, pietiekams slodzes uzņemšanas laukums un spēja noturēt mikroskopisku smērvielas plānās kārtas daudzumu — nevis neapdomīgi sasniegt spoguļveida gludumu.
Hidrauliskie cilindri parasti izmanto eļļas vidē, kas nodrošina labākus smēršanas apstākļus nekā pneimatiskās sistēmas, tomēr spiediens ir augsts un blīvējuma kontaktspiediens liels.
Tipiskas problēmas: berze palielinās augstā spiedienā; izlaušanās pretestība pēc izslēgšanas ir augsta; zemās ātrumā darbojošās servocilindra stienis pārvietojas paša kustībā; eļļas nesējdarbība vai izplūde stieņa galā; siltuma veidošanās augstā ātrumā atgriezeniski kustīgajā režīmā; bojājumi no piesārņojuma daļiņām; pārmērīgi liels atstarpe izraisa izspiešanas apgraušanu. Hidrauliskai O-ringam jāatbilst ne tikai prasībai būt „eļļas izturīgam“ — tam jāatbilst arī citām prasībām, piemēram, berzes, kompresijas deformācijas, izspiešanas pretestības, nodiluma izturības, zemās temperatūras atgriešanās spējas un saderības ar hidrauliskās eļļas piedevām.
Lielākā problēma pneimatiskajiem cilindriem ir nepietiekama smērvielu piegāde — daudzas modernās pneimatiskās sistēmas tiecas pēc eļļas brīvas vai minimālas eļļas ekspluatācijas, tāpēc O-ringam ilgu laiku jāstrādā robežas/jauktā berzes stāvoklī.
Tipiskas problēmas: zema ātruma rāpošana; iesākšanas berze; blīvējuma virsmas sausa berze; smērvielas pakāpeniska noberšana; pielīpšana pēc ilgstošas nekustības; mikrocilindra kustības nestabilitāte. Parker rokasgrāmatā norādīts, ka pneimatisko blīvējumu smēršanas apstākļi ir prasīgāki nekā hidraulisko blīvējumu; smērvielas smēršana nepastāvīgi atjaunojas, un smērējošā plēve tiek noberama blīvējuma malā, kad notiek pārvietošanās.
Aktuatori īpaši vērš uzmanību vadības precizitātei. Vispārīgs blīvējums var atbilst prasībai „bez noplūdes”, bet ne obligāti prasībām „zema berze, zems histērēzes efekts, zema rāpošana”.
Tipiskās prasības: zema izlaušanas spēka vērtība; stabila berzes spēka vērtība; maza svārstīgā berzes starpība; maza berzes nobīde temperatūras izmaiņu ietekmē; regulējama mikropārvietošanās; nav līmēšanās-slīdēšanas efekta. Šādiem klientiem parasti nevar pilnībā paļauties tikai uz vispārīgu O-formas blīvējumgredzenu kā galveno dinamisko blīvējumu — iespējams, nepieciešams zemas berzes materiāls, pārklāts O-formas blīvējumgredzens, X-formas blīvējumgredzens, PTFE kompozītblīvējums vai īpašs pistona/vada blīvējums.
Dinamiskā blīvējuma O-formas blīvējumgredzena spiediens parasti jābūt piesardzīgāks nekā statiskā blīvējuma gadījumā; pārmērīgi augsts spiediens palielina izlaušanas spēku un nodilumu.
Inženierijas ieteikumi: nepielīdziniet bezkritiski statisko blīvējuma kompresijas attiecības; kontrolējiet rievas dziļumu un platumu; izvairieties no pārāk šauras rievas, kas neļauj O gredzenam deformēties; augstspiediena apstākļos vienlaikus apsveriet atbalsta gredzena izmantošanu, nevis tikai palieliniet kompresiju; sistēmām ar augstām berzes prasībām jāprioritizē berzes testēšana vai paraugu verifikācija.
Zema cietība var nodrošināt labāku berzi un gludāku pielāgošanos, bet vājāku izspiešanas pretestību; augsta cietība nodrošina spēcīgāku izspiešanas pretestību, bet var palielināt kontaktspiedienu un izvelkšanas spēku.
Darbības stāvoklis |
Cietības virziens |
Zems spiediens, zema berze, precīza kustība |
Var apsvērt zemāku cietību |
Augsts spiediens, liels atstarpe, augstas izspiešanas pretestības prasības |
Nepieciešama augstāka cietība vai atbalsta gredzens |
Ievērojama lēnā ātrumā notiekoša krišana |
Cietību nedrīkst bezkritiski palielināt |
Acīmredzama augstas ātruma nodilums |
Jāapsver materiāla nodilumizturība un dzesēšana/smērēšana kopā |
Pneimatiskais ar nelielu eļļas daudzumu |
Koncentrēties uz zemu berzi nodrošinošu virsmu un spēju noturēt smērvielu |
Materiāls |
Dinamiskās blīves fokuss |
NBR |
Bieži izmanto hidrauliskajā eļļā, zema cena, bet ierobežota augstas temperatūras un ozona izturība |
HNBR |
Labākas siltumizturības, eļļas un mehāniskās īpašības nekā NBR, piemērots stingrākām hidrauliskām sistēmām |
FKM |
Augstas temperatūras izturība, laba ķīmiskā izturība, bet jānovērtē zemas temperatūras elastība un berze |
EPDM |
Piemērots ūdenim, tvaikam, dažām bremžu šķidrumu veidām, nav piemērots minerāleļļai |
PU |
Izturīgs pret nodilumu un izspiešanu, bieži izmanto hidrauliskajos blīvējumos, bet parasti tieši neaizstāj standarta O-formas blīves |
PTFE kompozītā blīve |
Zema berze, laba deformācijas pretestība, bet parasti nepieciešams elastomēra enerģētisks elements |
Lai novērstu problēmas ar izlaušanas spēku, montāžas pretestību, lēkšanu un automātiskās montāžas bloķēšanu, apsveriet O-formas blīves virsmas pārklājumu vai zemas berzes virsmas apstrādi. Trelleborga Seal-Glide materiāla apraksts norāda, ka virsmas apstrāde var samazināt montāžas un darbības berzi, samazināt lēkšanas tendenci un uzlabot smērīgumu, neievērojami nemainot blīves ģeometriju; tā materiāla sarakstā arī norādīta piemērotība EPDM, NBR, HNBR, FKM, FFKM, VMQ un citiem elastomēriem.
Inženierzinātniskos terminos šīs metodes var grupēt kā: PTFE pārklājumu; sausās plānās smērvielas pārklājumu; silikona/vaška veida virsmas apstrādi; grafītēšanas apstrādi; jonizējošu vai nano mēroga virsmas modifikāciju; zemas berzes formulētu maisījumu.
Piezīme: pārklājums nav universāls risinājums. Augstspiediena un intensīvas nodiluma apstākļos ir jāpārbauda pārklājuma izturība, saķere, videi atbilstība un montāžas deformācija.
Standarta O gredzenam ir vienkārša struktūra, zema cena un laba universālā piemērotība, taču tas nav vispiemērotākais risinājums katram dinamiskajam blīvēšanas gadījumam.
Apsveriet alternatīvu struktūru, ja rodas šādi apstākļi: ilgstošs lēns krišanas process; augsta precizitātes prasība pozicionēšanai; pārmērīgi augsts sākuma spiediens; augsta siltuma veidošanās reciprocējošajā kustībā; biežs nodilums; ekstrūzijas notrenkšana augstā spiedienā; liela berzes svārstību amplitūda; klientam vajadzīga vienlaicīgi zema noplūde un zema berze.
Alternatīvs risinājums |
Lietošanas virziens |
X gredzens/Quad gredzens |
Stabilāks nekā O gredzens, labāka pretestība rotācijai |
U gredzens/Y gredzens |
Bieži lietots reciprocējošajos stieņa/pistona blīvējumos, labāk regulējama blīvēšanas lūpa |
Glyd Ring |
PTFE slīdes gredzens + O-gredzena enerģētisks elements, zema berze, pretlīkšanu |
Step slēdze |
Bieži izmantots hidrauliskajos stieņa blīvējumos, zema berze, zems noplūdes līmenis |
Speciāls pneimatiskais blīvējums |
Zemas berzes lūpu konstrukcija, piemērota zemu eļļas daudzumu vai eļļas trūkuma pneimatiskajām sistēmām |
PTFE ar spirāli enerģētisks blīvējums |
Augstas temperatūras, ķīmisko vielu un zemas berzes blīvēšana |
Klienta simptomi |
Iespējamā cēlonis |
Pārbaudes punkts |
Uzlabošanas virziens |
Augsts starta spiediens |
Augsta statiskā berze, eļļas kārtiņas sabrukums, pārmērīga kompresija |
Virsmas raupjums, kompresija, materiāls/pārklājums |
Uzlabot lubricēšanu, samazināt kompresiju, mainīt virsmas apdari |
Krāpošana zemā ātrumā |
Līkšana-šļūkšana, nepietiekama sistēmas elastība vai lubricēšana |
Ātrums, gaisa/eļļas piegāde, blīvēšanas konstrukcija |
Mainīt uz specializētu pneimatisko blīvējumu, uzlabot izlaušanās raksturlielumus, uzlabot blīvēšanas konstrukciju |
Cilindra berze |
Darbība ar maz eļļas, lubricētājs nostrādāts prom |
Stieņa/cilindra virsmas forma |
Pievienot pārklājumu, uzlabot virsmas raupjumu darba virsmā |
Augsta ātruma siltuma veidošanās |
Augsts berzes spēks, vāja siltuma izvadīšana |
Ātrums, braukšanas biežums, temperatūras paaugstināšanās |
Samazināt berzi, uzlabot materiālus, optimizēt dzesēšanu/smērēšanu |
Neuniforma O gredzena nodilums |
Pārmērīga kompresija, ilgstoša jaukta berze |
Kontaktpovirsmas, cietība, ātrums |
Samazināt kompresiju, nomainīt materiālu |
Virsmas skrāpējumi |
Raupja stieņa/cilindra virsma, piesārņojuma daļiņas |
Vārpsta/cilindra virsmas raupjums |
Polēšana, slīpēšana/līmēšana, filtrēšana, montāžas tīrība |
Malu apgraušana |
Augsspiediena izspiešana, liels atstarpe |
Izspiešanas atstarpe, cietība, atbalsta gredzens |
Pievienot atbalsta gredzenu, palielināt cietību, samazināt atstarpi |
Pieķeršanās pēc izslēgšanas |
Materiāla pielipums, eļļas kārtas izkliede |
Vidējas saderība, temperatūra, izslēgšanas laiks |
Mainīt materiālu, pārklājumu, uzlabot smērēšanu |
Progresīva noplūdes palielināšanās |
Nolietojums, rievas kļūda, kompresijas deformācija |
Rievas izmērs, kompresijas deformācija |
Pielāgot rievu, nomainīt materiālu, veikt pārbaudi |
Nejauša berzes svārstība |
Savītīta blīvējuma gredzena forma, nevienmērīga smērvielas sadale |
Uzstādīšanas virziens, virsmas stāvoklis |
Uzlabot slodzes pielikšanu, uzlabot vadīšanu, kontrolēt koaksialitāti |
Dinamisku O-formas blīvējuma gredzenu berzes problēma būtībā ir piecu faktoru savstarpēja saistība: materiāls + kompresija + virsma + smērvielas kārta + ekspluatācijas apstākļi. Visbiežāk ignorētie faktori ir smērvielas kārta un sākuma berze. To, ko daudzi klienti redz kā „iestīvēšanos, ripošanu, siltuma rašanos, nolietojumu”, bieži izraisa šādi patiesie cēloņi: pārmērīga kompresija; rievas konstrukcija, kas orientēta uz statiskiem blīvējumiem; nepiemērota virsmas raupjums; nepietiekama smērviela zemā ātrumā; statiskās un dinamiskās berzes lieluma pārāk liela atšķirība; nepietiekama sistēmas stingrība; un standarta O-formas blīvējuma gredzena izmantošana tajās lietojumprogrammās, kurām patiesībā nepieciešams zemas berzes dinamisks blīvējums.