Teknolohiya ng Pagse-seal at mga Pagpipilian sa Materyales sa mga Sistema ng Hydraulics

Ang pag-seal ay ang susi upang mapanatiling mabuti ang paggana ng isang hydraulic system. Ang anumang pagtagas ng langis mula sa silindro o piston, o anumang dumi na pumasok sa loob, ay maikokondena ang buong sistema at gagawin itong mas hindi epektibo.

Upang pigilan ang pagtagas ng langis palabas at ang pagsusuka ng dumi, nilikha ng industriya ang maraming iba't ibang seal, teknik, at paraan. Bawat isa ay may sariling mga kalakasan. Sa ilang mahihirap na gawain, maaaring hindi sapat ang isang seal lamang, kaya ginagamit ng mga inhinyero ang isang buong sealing system.

Pagpili at Paggamit ng mga Sealing System

Ang isang sistema ng pag-seal ay karaniwang binubuo ng ilang espesyal na seal na nagtatrabaho nang sama-sama upang magbigay ng mahusay na kabuuang pagganap. Ang isang sistema ng pag-seal para sa mataas na presyon na silindro ay may karaniwang apat na bahagi: isang wiper, isang rod seal (o pangunahing seal), isang buffer seal (o pangalawang seal), at isang guide ring. Ang isang sistema ng pag-seal para sa piston ay karaniwang binubuo lamang ng isang pangunahing seal at isang guide ring.

Ang apat na materyales na pinakakaraniwang ginagamit sa mga hydraulic seal ngayon ay ang polyurethane (PU), nitrile rubber (NBR), fluoro-rubber (FKM), at PTFE.

Paano Pumili ng Tamang Materyales

Ang pagpili ng materyales ay nakasalalay sa mga kondisyon ng paggagamit. Iba-iba ang reaksyon ng iba't ibang kemikal sa bawat materyales, at ang ilan ay kayang tumagal ng mas mataas na presyon o temperatura.

dapat din na labanan ng materyales ang pagkakasqueeze o pagkakapigil hanggang sa mawala ang hugis nito. Kaya ang tamang pagpili ay laging nakasalalay sa tiyak na gawain.

Narito ang mga pinakakaraniwang materyales para sa pag-seal at kung ano ang kanilang mga katangian.

1. Polyurethane (PU)

Ang polyurethane ay isang matibay na plastik na materyal na may maraming grupo ng urethane sa kanyang kemikal na istruktura. Ito ay isang uri ng thermoplastic elastomer. Nagpapakita ito ng bahagyang katangian ng matigas na plastik at bahagyang katangian ng goma, na puno ang puwang sa pagitan ng dalawa.

Ang mga katangian nito ay nagmumula sa tatlong pangunahing sangkap: polyol, diisocyanate, at chain extender. Ang uri at dami ng bawat isa, kasama ang paraan ng kanilang reaksyon, ang nagdedesisyon sa huling pagganap. Karaniwang nagbibigay ang polyurethane ng:

· Mataas na mekanikal na lakas

· Mataas na lakas sa pagbabaon

· Napakahusay na paglaban sa pagsuot

· Napakahusay na kakayahang umunlad

· Rigidity na maaaring i-adjust sa malawak na saklaw

· Malawak na saklaw ng kahigpit-hardness habang nananatiling elastic

· Mabuting paglaban sa ozone at pagtanda

· Napakahusay na paglaban sa pagsuot at pagkaburak

·Magandang paglaban sa langis at gasolina

Kisame ng temperatura: -30 hanggang 80°C. Ang mga espesyal na uri ng mataas na pagganap ay maaaring tumagal hanggang 110°C sa loob ng mahabang panahon sa mineral oil.

2. Nitrile Rubber (NBR)

Ginagawa ang NBR mula sa butadiene at acrylonitrile. Ang dami ng acrylonitrile (ACN) ay nagbabago ng kanyang mga katangian nang malaki:

·Elastisidad

·Tibay sa mababang temperatura

·Kadaliang pasukin ng gas

·Compression set

·Paglaban sa pagpapalawak sa mineral oil, mantika, at pampadulas

Ang NBR na may mababang ACN ay napakalambot sa mababang temperatura (hanggang sa humigit-kumulang -45°C) ngunit may katamtamang paglaban sa langis at pampadulas. Ang NBR na may mataas na ACN ay may pinakamahusay na paglaban sa langis at pampadulas ngunit maaaring limitado lamang

manatiling flexible hanggang -3℃. Habang tumataas ang ACN, bumababa ang elastisidad at lumalala ang compression set.

Ang NBR ay mahusay sa:

· Paglaban sa pagpapalaki sa mga aliphatic hydrocarbons, mantika, apoy-na-resistente na hydraulic oils (HFA/HFB/HFC), halaman at hayop na langis, maliit na gasolina, at diesel

· Paggamit ng mainit na tubig hanggang 100℃ (tulad sa mga sistema ng tubo), mild acids at alkalis

· Katamtamang paglaban sa mataas na aromatic fuels

Nagpapalaki ito nang husto sa mga aromatic hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons, HFD fire-resistant oils, esters, polar solvents, at glycol brake fluid.

Kisame ng temperatura: -40 hanggang 100℃ (maikli ang panahon hanggang 130℃). Ang espesyal na halo ay maaaring pumunta hanggang -55℃ sa mababang temperatura. Kapag lumampas sa limitasyon, tumitigas ang materyal.

3. Fluoro-Rubber (FKM)

Ginagawa ang FKM sa pamamagitan ng pagsasama ng vinylidene fluoride (VF) sa iba’t ibang dami ng

hexafluoropropylene (HFP), tetrafluoroethylene (TFE), at iba pang sangkap. Ang komposisyon ng halo at nilalaman ng fluorine (65% hanggang 71%) ang nagdedesisyon kung gaano kahusay ang paglaban nito sa mga kemikal at mababang temperatura. Maaari itong i-cure gamit ang diamines, bisphenols, o organic peroxides.

Ang FKM ay kilala sa:

·Mahusay na pagtutol sa mataas na temperatura

·Hindi karaniwang pagtutol sa langis, gasolina, langis para sa hydraulic system, at mga solvent na may hydrocarbon

·Mabuting pagtutol sa apoy

·Napakababang pagpapasok ng gas

·Matataas ang pagpapalawak sa mga polar solvent, ketones, mga langis para sa hydraulic system na may pagtutol sa apoy na uri ng Skydrol, at brake fluid

Saklaw ng temperatura: humigit-kumulang -20 hanggang 200℃ (maikli ang panahon hanggang 230℃). Ang ilang espesyal na grado ay maaaring gumamit ng saklaw na -50 hanggang 200℃.

4. Polytetrafluoroethylene (PTFE)

Ginagawa ang PTFE mula sa tetrafluoroethylene. Ang materyal na ito na hindi elastiko ay natatangi dahil sa:

·Ang ibabaw nito ay napakaglat at matatag

·Hindi ito nakakalason hanggang 200℃ ·Napakababa ng panlaban sa paggalaw laban sa halos anumang iba pang surface—ang panlaban sa paggalaw kapag naka-stationary at kapag gumagalaw ay halos pareho

·Mahusay na pagkakaulan sa kuryente (halos hindi naaapektuhan ng dalas, temperatura, o panahon)

·Mas mahusay na pagtutol sa kemikal kaysa sa anumang iba pang plastik o goma

·Tinatamaan lamang ng mga likidong alkali metal at ilang pambihirang compound ng fluorine sa mataas na temperatura

Saklaw ng temperatura: −200℃ hanggang 260℃. Kahit sa napakababang temperatura, mayroon pa rin itong ilang

kakayahang umunlad, kaya ginagamit ito sa maraming aplikasyon sa labis na malamig na kapaligiran. Dahil ang PTFE ay hindi gaanong elastiko at maaaring lumuwang (creep) sa paglipas ng panahon, ang karamihan sa mga hydraulic seal ay pinagsasama ito sa isang spring o bahagi ng goma upang panatilihin ang katas ng bibig nito.

Karaniwang Disenyo ng Seal sa Hydraulic Cylinder

Narito ang pinakakaraniwang uri ng seal na ginagamit sa mga hydraulic cylinder.

1. Mga Piston Seal

·Seal sa pagitan ng piston at ng cylinder tube—napakahalaga para gumana nang maayos ang cylinder

·Ang pinakakaraniwang disenyo ay ang lip seal, ngunit ginagamit din ang O-rings o T-seals

·Dapat magbigay ng mahigpit na seal habang panatilihin ang mababang friction

·Ginagawa mula sa iba’t ibang materyales depende sa gawain

·Kailangan ng presyon ng sistema upang ipush ang lip nang mahigpit

2. Wipers (Dust Seals)

·Malakas na pag-scraper upang panatilihin ang putik, tubig, alikabok, at dumi sa labas

·Nililinis ang film ng langis pabalik sa loob ng sistema kapag ang rod ay umuurong

·Nagpoprotekta sa pangunahing seals at nagpapahaba ng kanilang buhay

·Karaniwang ginagawa mula sa mataas na antas ng wear-resistant na polyurethane

·Madalas ding ginagamit bilang grease seals sa mga linkage pins

3. Mga Seal ng Rod

·Nagpapahinto sa langis na lumalabas mula sa sistema

·Dapat gumana nang maayos parehong sa mababang at mataas na presyon

·Kailangan ng mahusay na paglaban sa extrusion at paglaban sa pagsuot

·Dapat ibalik ang pelikulang langis pabalik sa sistema

·Karaniwang kaya ang presyon hanggang 31.5 MPa

4. Mga Buffer Seal

·Nakakatanggap ng biglang mataas na presyong shock

·Nagpoprotekta sa rod seal laban sa mga spike ng presyon

·Maaaring palabasin ang nakakulong na presyon sa pagitan ng mga seal, na nagpapahaba ng buhay ng rod seal at nagpapahintulot ng mas malawak na puwang nang hindi nabubulok dahil sa extrusion. Lubhang tumitibay din sa pagsuot.

5. Mga Gabay na Singsing (Mga Bandang Pumapalagay)

·Pinipigilan ang mga bahagi ng metal sa loob ng silindro na mag-ugnayan sa isa't isa

·Panatilihin ang sentro ng piston rod at piston

·Tumutulong upang lumaba ang buhay ng mga seal

6. Mga O-Ring

·Pinakakaraniwan para sa mga static (hindi gumagalaw) na seal

·Nagsisilbing seal sa pamamagitan ng pagkakasiksik nang radial o axial

·Gumagana sa parehong direksyon

·Maaaring gamitin bilang provider ng puwersa o bilang pangunahing seal

·Self-sealing—walang karagdagang presyon o bilis ang kailangan

Ang teknolohiyang pang-seal ang puso ng katiyakan, mahabang buhay, at kahusayan ng hydraulic system. Mula sa pagpili ng tamang solong materyales hanggang sa pagdidisenyo ng isang kumpletong multi-part system, kailangan na ang bawat pagpipilian ay tugma sa eksaktong presyon, temperatura, at mga kondisyon ng paggana.