O-rings "maaaring" gumawa ng rotary sealing, ngunit karaniwang hindi dapat ang unang pinipili para sa patuloy na rotary shaft sealing

Una nating linawin ang isang mahalagang punto: kung ang O-ring nakainstall sa isang end cover, flange, housing, plug, at katulad na posisyon, at walang relative motion sa pagitan ng mga sealing faces, ito ay nananatiling isang static seal; ang ganitong senaryo ay ginagamit nang tama para sa mga O-ring. Ang tunay na kailangang ingatan ay:

Ang inner diameter ng O-ring na direktang humahawak sa rotating shaft, o ang outer diameter na may relative sliding sa rotating bore, na kung saan ang O-ring ay ginagamit bilang rotary dynamic seal.

Ang kaluluwa ng isang O-ring ay isang bahagi na pang-seal na nagpapagawa ng presyon ng kontak sa pamamagitan ng "compression deformation"; ang sentro ng mga rotary shaft seal ay ang "pagpapanatili ng isang oil film sa ilalim ng kontroladong presyon ng kontak, pagbawas ng friction heat, at kompensasyon para sa wear at shaft runout." Ang dalawang disenyo na ito ay hindi lubos na tugma.

1. Ang Pinakamalaking Suliranin ay ang Friction Heat

Kapag ginagamit ang isang O-ring para sa rotary shaft sealing, ang shaft ay dumadaan sa loob na diameter ng O-ring, at ang loob na ibabaw ng O-ring ay nasa matagal na kontak sa umiikot na shaft. Ang mga instruksyon sa disenyo ng O-ring ng Apple Rubber ay malinaw na nagsasaad na ang kondisyon ng pag-ikot ay nagpapakalaya ng tuloy-tuloy na friction heat sa loob na diameter ng O-ring, dahil ang rubber elastomer mismo ay may mahinang resistance sa init; kung ang bilis ng paglikha ng init ay mas mataas kaysa sa bilis ng pagkalat nito, maaaring mabigo ang O-ring.

Ito ang dahilan kung bakit hindi sapat ang tanong ng mga customer na "gaano kabilis ang bilis ng pag-ikot" — kailangan suriin ang diameter ng shaft kasama ang bilis ng pag-ikot.

Halimbawa, kapag ang isang 30 mm na shaft ay nasa 1000 rpm, ang bilis ng ibabaw ay humigit-kumulang 1.57 m/s; kapag ang isang 50 mm na shaft ay nasa 1500 rpm, ang bilis ng ibabaw ay humigit-kumulang 3.93 m/s. Mas malaki ang diameter ng shaft, mas mataas ang init dulot ng pagkakalbo sa parehong bilis ng pag-ikot.

PARKER ang paliwanag niya tungkol sa pagsusuot ng O-ring na dynamic seal ay nagpapakita rin na ang mga O-ring na dynamic seal ay madaling apektado ng pagsusuot at pagkakalbo, at ang pagkakalbo ay may kaugnayan sa presyon ng contact surface at sa pagtaas ng temperatura sa sealing contact zone.

2. Ang mga O-Ring Ay Walang Disenyong Kakayahang Kontrolin ang Oil-Film para sa isang "Rotary Lip"

Ang mga skeleton oil seals, radial shaft seals, PTFE lip seals, at iba pang rotary sealing parts ay may pangunahing halaga na hindi lamang ang "pagpigil sa langis," kundi patuloy na pagbuo ng isang kontroladong contact zone gamit ang lip geometry, contact force, spring, o pre-tension structure.

Ipinaliwanag ng data ng teknolohiya ng rotary seal ni Freudenberg: pagkatapos na ang anggulo ng pagbubukas ng labi ay maigi na dinisenyo, ang pelikula ng langis na nabuo ng axial angle at ang radial force distribution ng spring rod ay asymmetric contact pressure distribution, at sa pamamagitan ng post-run-in micro-deformation ng

Ang mga O-ring ay may pawang bilog na gilid na hinihigpit sa tangke. Walang espesyal na dinisenyo na anggulo ng pag-aakyat ng langis, anggulo ng pag-aakyat ng hangin, bumalik na langis, o elastistikong geometry ng gilid ng labi ng pag-load. Ang resulta ay: ang lubricating film ay mas mahirap patagalan, ang pag-aakit ay mas hindi kontrolado, at ang presyon ng kontak ay madaling nag-iiba-iba din sa presyon, temperatura, out-of-round, at pag-iilaw ng axle.

Ito rin ang dahilan kung bakit ang mga oil seal, lip seal, V-ring, at mechanical end-face seal ay hihiwalay na itatalaga bilang mga solusyon sa rotary sealing. Ang kahulugan ng Trelleborg sa rotary shaft seals ay: mga bahagi na ginagamit upang isara ang likido sa mga umiikot o nangungunyapong bahagi, samantalang pinipigilan ang alikabok, tubig, at iba pang panlabas na kontaminante na pumasok; kasama sa kanilang hanay ng produkto ang radial oil seals, radial/shaft oil seals, O-ring-activated PTFE rotary seals, V-rings, at mechanical end-face seals, atbp.

3. Kakulangan sa Lubrikasyon na Mabilis na Pinapalaki ang Wear

Ang rotary sealing ay hindi isang simpleng bagay na "goma na nakadikit sa metal." Habang may contact friction, kailangan din ng lubrication at heat dissipation.

Ang mga materyales para sa rotary shaft seal ng Freudenberg ay malinaw na nagpapakita: ang sapat na paglalagay ng lubricant sa seal ay napakahalaga para sa buhay at katiyakan nito, at mas sapat ang lubrication, mas kaunti ang wear; ang parehong materyal ay nagpapakita rin na ang mga parameter na nakaaapekto sa radial force at estado ng lubrication ay nakaaapekto rin sa sealing friction consumption.

Kapag ginagamit ang O-rings sa rotary shafts, isang karaniwang maling akala ay "sapat na ang paglalagay ng kaunti lang na grease sa pag-assembly." Sa katunayan, ang unang paglalagay ng grease ay nakakatulong lamang sa startup stage, ngunit hindi ito nagpapagarantiya ng matagal na stable na oil film. Lalo na sa mahabang operasyon, madali ang O-ring na pumasok sa boundary lubrication o kahit sa dry friction.

4. Ang pag-ikot, pag-rol, at "Spiral Failure" ay karaniwang panganib sa O-Ring Dynamic Seals

Ang cross-section ng O-ring ay bilog, at sa dynamic seals ay madaling apektado ng hindi pantay na puwersa ng panlaban, na nagdudulot ng lokal na pag-rol at pag-ikot. Kasama sa pagsusuri ni Parker sa mga sanhi ng spiral failure ng O-ring ang mga sumusunod: hindi bilog na bahagi, eccentricity, magaspang na surface finish, walang lubrikan o kulang sa lubrikan, sobrang lambot ng materyal, hindi angkop na ratio ng cross-section sa inner diameter, at maling stretch sa pag-aassemble; ang mga hakbang na pang-iwas ay kinabibilangan ng pagbawas sa hindi bilog at eccentricity, pagbawas sa pagkakaiba ng cross-section, pagtiyak ng tamang kalidad ng surface, paggamit ng mas matigas na materyal at angkop na ratio ng cross-section sa inner diameter.

Ang problemang ito ay mas malinaw sa mga rotary shaft. Ang ideal na kalagayan ay: ang O-ring na nakakabit sa groob, kung saan ang tanging nangyayaring galaw ay ang relatibong paggalaw sa loob ng diameter ng O-ring. Ngunit sa katotohanan, kung ang disenyo ng groob, ang kabuuang kahirapan ng ibabaw, ang halaga ng compression, o ang lubrication ay hindi angkop, maaaring "dumikit ang O-ring sa shaft," mag-twist, at bahagyang umiikot sa loob ng groob, na nagreresulta sa sumusunod:

Ang Apple Rubber ay lalo nang binibigyang-diin sa disenyo ng rotary O-ring na dapat iwasan ang pagpapagalaw o pagpapahaba ng O-ring sa shaft kapag gumagalaw o umuusli; ang elastomer na napapailalim sa pagpapahaba at init ay maaaring magdulot ng pagkontrakt, na kilala bilang epekto ng Joule, kaya't nadaragdagan ang init ng kontak at ang panganib ng kabiguan.

5. Ang hindi bilog na hugis, pagkalitaw ng shaft, at eccentricity ay maaaring magdulot ng pagkawala ng kontrol sa presyon ng kontak ng O-ring

Ang mga rotary shaft seals ay kailangang pangasiwaan ang shaft runout, coaxiality, roughness ng ibabaw ng shaft, hardness, at radial dynamic manufacturing error. Ang mga skeleton oil seals ay karaniwang may lip geometry at spring assistance, na kaya nang kompensahin sa loob ng isang tiyak na saklaw ang radial displacement at panatilihin ang sealing. Ayon sa datos ng Freudenberg, ang radial force ng seal ay galing sa drop-down force at spring ng installed state; ang disenyo ay naglalayong bawasan ang radial force upang mabawasan ang friction at wear, ngunit kailangan din itong sapat upang matiyak ang sealing.

Ang O-rings ay walang istrukturang pinalalakas ng spring na itinakda para dito. Kung hindi sentro ang posisyon nito, sobra ang compression sa isang gilid, na nagdudulot ng paglikha ng init at pagtaas ng pagsusuot; samantalang ang kabilang gilid ay kulang sa compression, kaya madaling mag-leak. Ang disenyo ng proteksyon ng Apple Rubber para sa rotary O-rings ay binanggit din na ang relatibong galaw ay dapat mangyari lamang sa pagitan ng panloob na diameter ng O-ring at ng umiikot na shaft, at ito ay dapat iwasan sa pamamagitan ng mahigpit na kontrol sa concentricity ng shaft, sa kalidad ng ibabaw ng shaft, at sa kondisyon ng ibabaw ng groove.

6. Kailan Maaaring Gamitin ang O-Rings Bilang Rotary Seal?

Maaari, ngunit ang mga kondisyong hangganan ay dapat masyadong mahigpit, at dapat paunang patunayan sa pamamagitan ng aktuwal na life testing. Ang mga sitwasyon na mas angkop para dito ay ang mga sumusunod:

Ang mga rekomendasyon sa disenyo ng rotary O-ring ng Apple Rubber ay naglilista ng mga hakbang upang mabawasan ang panganib ng kabiguan, tulad ng pagtaas ng daloy ng likido upang magpaliban ng init, pagpili ng de-kalidad na materyal na nagpapahid ng sarili, paglimita sa presyon, pag-iwas sa matinding temperatura, Ang mga data nito ay nagbanggit ng 180 paa ng ibabaw sa bawat minuto bilang isang itaas na halaga na nangangailangan ng mga espesyal na hakbang sa disenyo para sa mekanikal na disenyo upang maiwasan ang partikular na senaryo ng setting; ang halaga na ito ay tumutugma sa humigit-kumulang na 0.91 m/s; ang mga halaga na ito ay dapat maunawaan bilang gabay

7. Kailan Hindi Dapat na Ang O-Rings ang Pinakamataas na Pagpipili?

Ang mga sumusunod na sitwasyon ay inirerekomenda na direktang lumipat sa mga seal ng langis ng skeleton, V-ring, lip seal, PTFE rotary seal o mekanikal na seal:

8. Paano Pumili ng Iba't ibang Alternatibong Solusyon?

Ang Skelleton Oil Seal / Radial Shaft Seal

Angkop para sa pinaka-karaniwang rotary shaft: reducers, motors, mga bomba, wheel hubs, agrikultural na makinarya, makinarya ng inhinyero. Ang kalamangan nito ay ang pagiging may sapat na istraktura, kontrolado ang gastos, standardized na pag-install, nagbibigay ng pagpapanatili ng langis, pag-iwas sa alikabok, at medyo matatag na pakikipag-ugnay sa pamamagitan ng lip at pag-aalaga sa spring. Ang teknikal na paglalarawan ni Freudenberg ng mga radial shaft seals ay nagsasabing, ang pagkamit ng maaasahang sealing, mataas na maaasahang, pagkakapantay-pantay ng media, mababang pag-aakit at madaling pag-install ay mahalagang mga kinakailangan para sa mga radial shaft seals.

V-Ring

Angkop para sa pag-iwas sa alikabok, paglaban sa putik at tubig, paglaban sa tubig, axial na end-face sealing, at proteksyon laban sa panlabas na kontaminasyon. Karaniwan, ang mga V-ring ay umiikot kasama ang shaft, at ang kanilang lip ay nakakontak nang axial sa isang nakafixed na end face; hindi angkop para sa mataas na pressure differential, ngunit napakahusay para sa pangalawang panlabas na proteksyon o pangalawang sealing.

Lip Seal / PTFE Rotary Seal

Angkop para sa mataas na bilis, mababang friction, mataas na temperatura, kemikal na media, mababang leakage, o mga sitwasyon kung saan limitado ang espasyo. Lalo na ang O-ring-energized na PTFE rotary seals, na sa katunayan ay hindi direktang "bare O-ring against the shaft," kundi ang O-ring ang nagbibigay ng elastic preload, samantalang ang PTFE lip ang responsable sa pagbuo ng friction sa umiikot na shaft. Kasali nga sa linya ng rotary seal na produkto ng Trelleborg ang O-ring-energized na PTFE rotary seals.

Mekanikal na Seglo

Angkop para sa mga bomba, mga tagapaghalo, mga kompressor, at iba pang kagamitang nag-uugnay na nangangailangan ng mas mataas na antas ng pag-iwas sa pagbubuga, presyon, korosibong media, o mahabang panahon ng operasyon. Nagbibigay ito ng pag-seal sa pamamagitan ng mga pares ng friction sa dulo, hindi sa pamamagitan ng rubber ring na direktang hinahatak laban sa umiikot na shaft. Maaaring gamitin ang mga O-ring sa loob ng mechanical seals, ngunit karaniwang bilang auxiliary static seals o compensating seals, hindi karaniwang bilang pangunahing rotary friction seal.

9. Mga Parameter na Dapat Itanong Kapag Humihingi ng Impormasyon o Nagpapatibay ng Teknikal sa mga Customer

Bago hukumin kung ang isang O-ring ay maaaring gamitin para sa rotary sealing, kailangan muna kumpirmahin ang sumusunod na impormasyon:

10. Buod ng Core Viewpoint

Ang mga O-ring ay hindi talagang hindi kayang gumawa ng rotary sealing, ngunit hindi angkop na itakda bilang pangunahing rotary shaft seal. Ang pangunahing panganib nito ay nakatuon sa: friction heat, kulang na lubrication, twisting/rolling, wear at scratches, shaft jump na nagdudulot ng di-pantay na contact, compression permanent deformation, at unstable life.

Ang mas matibay na prinsipyo sa engineering ay:

Una sa static seal ang O-ring; ang patuloy na rotary shafts ay una sa lip seal, skeleton oil seal, V-ring, o mechanical seal; ang mga bare O-ring ay ginagamit lamang sa low-speed, low-pressure, sapat na lubricated, at verifiable-risk na mga sitwasyon.