Hermetizācijas tehnoloģija un materiālu izvēle hidrauliskajās sistēmās

Noslēgšana ir galvenais faktors, lai hidrauliskā sistēma darbotos labi. Jebkura eļļas noplūde no cilindra vai virzulja vai jebkura netīrība, kas nokļūst iekšā, saīsinās vispārējās sistēmas kalpošanas laiku un samazinās tās efektivitāti.

Lai novērstu eļļas izplūdi ārā un netīrības iekļūšanu iekšā, rūpniecība ir izveidojusi daudzus dažādus blīvējumus, tehniskus risinājumus un metodes. Katram no tiem ir savas priekšrocības. Dažos grūtos uzdevumos viens tikai blīvējums var nebūt pietiekams, tāpēc inženieri izmanto pilnu blīvēšanas sistēmu.

Blīvēšanas sistēmu izvēle un lietošana

Blīvēšanas sistēma parasti sastāv no vairākām īpašām blīvēm, kas darbojas kopā, lai nodrošinātu lielisku vispārējo veiktspēju. Augsspiediena cilindra blīvēšanas sistēmai parasti ir četri komponenti: tīrītājs, stieņa blīve (vai galvenā blīve), buferblīve (vai sekundārā blīve) un vadītājgredzens. Pistona blīvēšanas sistēma parasti sastāv tikai no galvenās blīves un vadītājgredzena.

Šodien hidrauliskajās blīvēs visbiežāk izmantotās četras materiālu sugas ir poliuretāns (PU), nitrila gumija (NBR), fluoro-gumija (FKM) un politetrafluorētilēns (PTFE).

Kā izvēlēties piemērotu materiālu

Materiāla izvēle ir atkarīga no darba apstākļiem. Dažādas ķīmiskās vielas reaģē

dažādi ar katru materiālu, un daži materiāli var izturēt augstāku spiedienu vai temperatūru. Materiālam arī jābūt pretestīgam pret izspiešanos no formas. Tāpēc pareizā izvēle vienmēr ir atkarīga no konkrētās uzdevuma specifikas.

Zemāk ir visbiežāk izmantotie blīvēšanas materiāli un to galvenās pielietojuma īpašības.

1. Poliuretāns (PU)

Polietilēns ir izturīgs plastmasas materiāls, kura ķīmiskajā struktūrā ir daudz uretāna grupu. Tas ir termoplastiska elastomēra veids. Tas darbojas daļēji kā ciets plastmateriāls un daļēji kā gumija, aizpildot spraugu starp abiem.

Tā īpašības rodas no trim galvenajām sastāvdaļām: poliolam, diizocianātam un ķēdes pagarinātājam. Katras sastāvdaļas veids un daudzums, kā arī to reakcijas veids nosaka gala veiktspēju. Polietilēns parasti nodrošina:

· Augstu mehānisko izturību

· Augstu stiepšanas izturību

· Ļoti labu nodilumizturību

· Izcilu elastīgumu

· Stīvumu, ko var regulēt plašā diapazonā

· Platu cietības diapazonu, saglabājot elastīgumu

· Labu pretestību ozonam un vecošanai

· Izcilu pretestību nodilumam un saplīšanai

·Laba pretestība eļļai un benzīnam

Temperatūras diapazons: −30 līdz 80 °C. Īpaši augstas veiktspējas tipi ilgstoši var izturēt līdz 110 °C minerāleļļā.

2. Nitrila gumija (NBR)

NBR izgatavota no butadiēna un akrilonitrila. Akrilonitrila (ACN) daudzums ietekmē tās īpašības ļoti būtiski:

·Elastība

·Zemās temperatūras izturība

·Gāzu caurlaidība

·Kompresijas deformācija

·Pretestība pietūkumam minerāleļļā, smērvielā un kurināmā

Zema-ACN NBR ir ļoti elastīga zemās temperatūrās (līdz aptuveni −45 °C), bet tai ir tikai vidēja pretestība eļļai un kurināmā. Augsta-ACN NBR nodrošina vislabāko pretestību eļļai un kurināmā, bet tās

paliek elastīgs līdz −3 °C. Kad ACN saturs palielinās, elastība samazinās un kompresijas deformācija kļūst vēl vairāk izteikta.

NBR ir labs šādās jomās:

· Pretošanās uzpūšanai alifātiskos ogļūdeņražos, eļļā, ugunsizturīgās hidrauliskās eļļās HFA/HFB/HFC, augu un dzīvnieku eļļās, vieglajā kurināmā un dīzeļdegvielā

· Darbībai ar karstu ūdeni līdz 100 °C (piemēram, santehnikā), mīkstām skābēm un sārmiem

· Vidēja pretestība augsti aromātiskām degvielām

Tas stipri uzpūšas aromātiskos ogļūdeņražos, hlorētajos ogļūdeņražos, ugunsizturīgās eļļās HFD, esteros, polāros šķīdinātājos un glikola bremžu šķidrumā.

Darba temperatūru diapazons: −40 līdz 100 °C (īsu laiku līdz 130 °C). Īpašas maisījumu versijas var darboties līdz −55 °C zemās temperatūrās. Pārsniedzot maksimālo temperatūru, materiāls kļūst ciets.

3. Fluoro-kumulāts (FKM)

FKM tiek iegūts, savienojot vinilidēnfluorīdu (VF) ar dažādām daļām

heksafluorpropilēna (HFP), tetrafluorētilēna (TFE) un citiem komponentiem. Maisījuma sastāvs un fluorūdens saturs (65–71 %) nosaka tā ķīmisko pretestību un zemo temperatūru izturību. To var vulkanizēt ar diamīniem, bisfenoliem vai organiskiem peroksīdiem.

FKM ir pazīstams ar:

·Izcilu augstas temperatūras izturību

·Izcilu pretestību eļļai, benzīnam, hidrauliskajai eļļai un ogļūdeņražu šķīdinātājiem

·Labi ugunsizturīgs

·Ļoti zema gāzu caurlaidība

·Ļoti liela pietūkšana polāros šķīdinātājos, ketonos, Skydrol tipa ugunsizturīgajās hidrauliskajās eļļās un bremžu šķidrumā

Temperatūras diapazons: aptuveni no −20 līdz 200 ℃ (īsā laika ietvaros līdz 230 ℃). Īpašas kvalitātes var darboties no −50 līdz 200 ℃.

4. Politetrafluoroetilēns (PTFE)

PTFE tiek ražots no tetrafluoroetilēna. Šis neelastīgais materiāls ir īpašs tāpēc, ka:

·Tā virsma ir ļoti gluda un stabila

·Tas ir netoksisks līdz 200 ℃ ·Ārkārtīgi zems berzes koeficients pret gandrīz jebkuru citu virsmu — statiskā un dinamiskā berze ir gandrīz vienāda

·Izcili elektriskā izolācija (gandrīz neietekmēta no frekvences, temperatūras vai laikapstākļiem)

·Labāka ķīmiskā izturība nekā jebkurai citai plastmasai vai gumijai

·To ietekmē tikai šķidri alkāliemetāli un daži fluorūdeņražu savienojumi augstā temperatūrā

Temperatūras diapazons: −200 ℃ līdz 260 ℃. Pat ļoti zemās temperatūrās tas saglabā noteiktu elastīgumu, tāpēc to izmanto daudzās ekstrēmi aukstās lietojumprogrammās.

tā kā PTFE nav īpaši elastīgs un laika gaitā var notikt tā deformācija („creep“), lielākā daļa hidraulisko blīvējumu kombinē to ar spirāli vai gumijas daļu, lai uzturētu blīvējuma malu cieši pievilkto.

Populārākie blīvējumu veidi hidrauliskajos cilindros

Šeit ir visbiežāk izmantotie blīvējumu veidi hidrauliskajos cilindros.

1. Pistona blīvējumi

·Blīvējums starp pistoni un cilindra cauruli — ārkārtīgi svarīgs, lai cilindrs darbotos pareizi

·Visbiežāk lietotais dizains ir lūpu blīve, bet izmanto arī O-formas gredzenus vai T-formas blīves

·Jānodrošina cieša blīvēšana, vienlaikus saglabājot zemu berzi

·Izgatavotas no dažādiem materiāliem atkarībā no uzdevuma

·Nepieciešams sistēmas spiediens, lai lūpu piespiestu cieši

2. Tīrītājblīves (putekļu blīves)

·Spēcīga skrāpējoša darbība, lai novērstu dubļu, ūdens, putekļu un netīrumu iekļūšanu

·Atvelk eļļas kārtiņu atpakaļ sistēmā, kad stienis ievelkas

·Aizsargā galvenās blīves un pagarināt to kalpošanas laiku

·Parasti izgatavotas no augsti nodilumizturīga poliuretāna

·Bieži izmanto arī kā smērvielas blīves savienojumu ass stieņiem

3. Vārpsta blīves

·Novērš eļļas izplūdi no sistēmas

·Jādarbojas efektīvi gan zemā, gan augstā spiediena apstākļos

·Jābūt lieliskai izspiešanai pretestībai un nodilumizturībai

·Jāatgriež eļļas kārtiņu sistēmā

·Parasti darbojas līdz 31,5 MPa spiedienam

4. Amortizējošās blīves

·Uztver pēkšņus augstspiediena triecienus

·Aizsargā vārpstas blīvi no spiediena straujām svārstībām

·Var atbrīvot blīvēm ieslēgto spiedienu, kas pagarinās vārpstas blīves kalpošanas laiku un ļauj izmantot lielāku spraugu bez izspiešanas. Arī ļoti nodilumizturīgas.

5. Vadības gredzeni (nodiluma lentes)

·Novērš metāldaļu pieskaršanos viena otrai cilindrā

·Uztur pistona stieni un pistoni centrētus

·Palīdz blīvējumiem ilgt ilgāk

6. O-formas gredzeni

·Visbiežāk izmanto statiskiem (nekustīgiem) blīvējumiem

·Blīvē, tiekot saspiesti radiāli vai aksiāli

·Darbojas abos virzienos

·Var tikt izmantoti kā spēka piegādātāji vai kā galvenie blīvējumi

·Pašblīvējoši — nav nepieciešams papildu spiediens vai ātrums

Noslēgšanas tehnoloģija ir hidrauliskās sistēmas uzticamības, ilgmūžības un efektivitātes pamats. No pareizā viena materiāla izvēles līdz pilnas daļu skaita sistēmas projektēšanai katrs lēmums jāpielāgo precīzi spiedienam, temperatūrai un darba apstākļiem.