Projektowanie i rozwój uszczelnień olejowych

Konstrukcja konstrukcji uszczelniających olejem opiera się przede wszystkim na warunkach eksploatacyjnych, warunkach montażu i warunkach środowiskowych.proces produkcjiPrzy projektowaniu uszczelnienia olejowego pierwszym krokiem jest wybór odpowiedniego materiału uszczelniającego.Stosowana formuła związków gumowych powinna zapewniać racjonalne połączenie właściwości spełniających wymagania odporności na ciepło, odporność na olej, odporność na zużycie i dobre działanie procesu.

Parametry wykorzystania uszczelnienia olejowego i parametry projektowe
 

W projekcie konstrukcyjnym parametry stosowane i parametry projektowe powinny być zgodne.

Przy projektowaniu konstrukcji uszczelnienia oleju należy uwzględnić parametry konstrukcyjne przedstawione na rysunku poniżej.

(1) Interferencje warg (d-d1)

Jeśli zakłócenia są duże, usta będą się nadmiernie rozciągać, powodując starzenie się i zużycie, skracając żywotność.Ponieważ zakłócenia są związane z siłą promieniową całej wargiWartości zakłóceń przedstawione w tabeli 2 są jedynie do celów odniesienia.

Tabela 2 Interferencje różnych średnic wału

(2) Wartość "R" pozycji sprężyny

Wartość ta jest teoretyczną szerokością kontaktu w projekcie. Większa wartość "R" zwiększa szerokość kontaktu i tarcie. Mniejsza wartość "R" nie sprzyja uszczelnieniu.Wartości "R" dla pozycji sprężyny w tabeli 3 mają charakter jedynie odniesienia..

(3) Długość talii

Siła promieniowa, jaką zapewnia długość pasa, wynosi około 50% siły promieniowej wargi pieczęci olejowej.Jednym ze sposobów osiągnięcia tego jest wydłużenie długości talii pieczęci olejowejJednakże zewnętrzna średnica uszczelnienia olejowego jest ogólnie standaryzowana.Ten problem można rozwiązać poprzez uzyskanie krzywej sekcji z prostej części pasa.

(4) Grubość pasa

Eksperymenty wykazały, że nawet pod niskim ciśnieniem może łatwo wystąpić deformacja, jak pokazano na rysunku (A).Gęstsza talię osłabia działanie sprężynyW celu rozwiązania konfliktu między deformacją talii a możliwością śledzenia,zaleca się przekształcenie talii zgodnie z rysunkiem (B).Zwiększa to sztywność talii bez uszczerbku dla zdolności obserwacji ekscentryczności.

(5) Długość góry głowy

Niektóre schematy przekroju pieczęci olejowej projektują długość górnej części głowicy (t) tak, aby była równa promieniu rowu sprężyny (r).Żeby sprężyna nie spadła., konstrukcja powinna zapewnić, aby t było większe niż r, spełniając przynajmniej następujący stosunek: t = 4/3 r.

(6) Kształt rowu sprężynowego

Wiele uszczelnień olejowych popełniło błąd w projektowaniu rowu sprężynowego, zaprojektując promień rowu sprężynowego (R) i promień koła sprężynowego (r) do różnych wartości.Eksperymentalna weryfikacja wykazała, że niektóre wargi foki mają dwie strefy stykuDlatego, gdy R = r, stan rozkładu naprężenia wargi jest najlepszy, z tylko jedną strefą kontaktu.Często trudno jest uczynić te dwa całkowicie równe w produkcji.Jedynym sposobem na utrzymanie małej różnicy między nimi jest utrzymanie małej różnicy między nimi.

(7) Projekt metalowej ramy

Główną funkcją metalowej ramy jest wzmocnienie sztywności strukturalnej uszczelnienia oleju.Jego grubość i sposób konfiguracji zależą od warunków pracy i warunków montażu uszczelnienia oleju.

(8) Węzeł sprężynowy

Do obliczania średnicy sprężyny, wydłużonej długości, długości sprężyny, długości sprężyny, długości sprężyny, długości sprężyny, długości sprężyny, długości sprężyny, długości sprężyny, długości sprężyny, długości sprężyny, długości sprężyny, długości sprężyny, długości sprężyny, długości sprężyny, długości sprężyny, długości sprężyny, długości sprężyny.i liczba spiral drutu, odwołuje się do odpowiednich norm i instrukcji projektowania mechanicznego.

(9) Siła promieniowa

Siła promieniowa jest niezwykle ważnym parametrem, którego wpływ na działanie uszczelnień olejowych można podsumować w następujący sposób:

12. jeśli siła promieniowa jest zbyt duża, wystąpi zużycie i skróci się okres użytkowania;Siła promieniowa bezpośrednio wpływa na tarcie i temperaturę obszaru kontaktu. gdy siła promieniowa jest zbyt duża, tarcie generuje duże ciepło i przyspiesza starzenie się wargi;Kiedy wał i obudowa są ekscentryczneSiła promieniowa ogranicza ciśnienie robocze medium.,dalszy wzrost siły promieniowej skróci żywotność uszczelnienia oleju.

Materiał do uszczelniania olejem

Obecnie uszczelki olejowe są produkowane głównie z kauczuku syntetycznego.istotne jest dokładne zrozumienie właściwości kauczuku i wybór odpowiedniego materiałuNajodpowiedniejszy materiał gumowy do uszczelnień olejowych należy określić na podstawie odpowiednich parametrów uszczelnień olejowych: siła promieniowa na szybie powinna być wystarczająco duża, aby zapobiec wyciekowi,jednak wystarczająco niski, aby utrzymać pewną grubość folii olejowej, aby utrzymać niskie ciepło tarcia. uszczelnienie powinno mieć wystarczającą odporność na zakłócenia, aby przezwyciężyć skutki ekscentryczności podczas pracy.

Materiał uszczelniający olej bezpośrednio wpływa na te trzy parametry.modulu materiału zmniejsza sięRozszerzenie termiczne, obrzęk materiału spowodowany przez środek uszczelniający i twardość związku gumowego wpływają na siłę promieniową i dopasowanie zakłóceń.

Z tych powodów przy wyborze materiałów uszczelniających olej należy wziąć pod uwagę następujące właściwości: kompatybilność z medium uszczelniającym, odporność na obrzęk lub twardnienie z powodu medium;dobra odporność na ciepło i zużycie; i umiarkowaną elastyczność w celu uwzględnienia różnic w chropowitości i ekscentryczności wału.

Z uwagi na ciągłą ewolucję preparatów z materiałów gumowych, z powstawaniem nowych materiałów i ciągłym doskonaleniem istniejących materiałów,poniżej przedstawiono krótki opis najczęściej stosowanych materiałów do uszczelnień olejowych: kauczuk nitrylowy (NBR), kauczuk poliakrylowy (PAR), kauczuk silikonowy, kauczuk fluorowy (FKM) i politetrafluoroetylen (PTFE).

Kauczuk nitrylowy

NBR jest kopolimerem butadienu i propylenu, a zawartość propylenu waha się od 18% do 40%.Jest klasyfikowana jako niska.W celu osiągnięcia dobrej wydajności w niskich temperaturach, NBR jest stosowany do produkcji materiałów o wysokiej odporności na olej wraz z jego zawartością propylenu, ale jego elastyczność w niskich temperaturach maleje.często poświęca się pewnej odporności na paliwa i oleje o wysokiej temperaturzeKauczuk nitrylowy ma doskonałe właściwości fizyczne, z lepszą odpornością na przepływ zimna, łzy i ścieranie niż większość innych kauczuków.chociaż te właściwości można poprawić poprzez projektowanie formułyKauczuk nitrylowy nadaje się do stosowania z olejami naftowymi, olejami paliwowymi, wodą, olejami silikonowymi i estrami silikonowymi oraz mieszaninami etylenoglikolu.nie nadaje się do kontaktu z olejkami EP, węglowodorów halogenowanych, węglowodorów azotowych, płynów fosforanowych, ketonów, mocnych kwasów i niektórych płynów hamulcowych samochodowych.

Kauczuk poliakrylowany

Kauczuk poliakrylowy (ACM) to emulsja ko-ślizga alkylakrylatów z innymi nienasyconymi monomerami.Wydajność kauczuku poliakrylowanego jest pomiędzy wydajnością kauczuku nitrylowego a kauczuku fluorowegoPonieważ jego główny łańcuch nie zawiera podwójnych wiązań, wykazuje wysoką odporność na ciepło, ozon i działanie atmosferyczne.Obecność grup funkcjonalnych chloru (Cl) lub (CM) na łańcuchach bocznych dodatkowo zwiększa odporność na olej, umożliwiające stosowanie w gorących olejach w temperaturze od 170 do 180°C. Główną cechą tej gumy jest jej doskonała odporność na olej mineralny, olej hiperboliczny i masło w temperaturze 178°C.Wykazuje również doskonałą odporność na starzenie się i elastyczne pęknięcieGłówne wady obejmują: słabą obróbkę, przyczepianie się do walców podczas mieszania, ograniczone działanie w niskich temperaturach, niską odporność na wodę i parę,słaba odporność na glikol etylenowy i oleje o wysokiej aromatycznościW tym celu należy wprowadzić w życie nowe przepisy w zakresie ochrony środowiska i ochrony środowiska, w szczególności w zakresie ochrony środowiska.ze względu na wysoki stopień nasyceniaPodczas gdy jego odporność na zużycie może być znacząco poprawiona przy odpowiedniej formule, nadal jest niedostateczny dla kauczuku nitrylowego.

Kauczuk silikonowy

Kauczuk silikonowy utrzymuje swoje właściwości mechaniczne w szerokim zakresie temperatur, pozostając elastyczny w temperaturze -65°C i zdolny do długotrwałej pracy w temperaturze 230°C.Chociaż jego właściwości mechaniczne mogą być zwiększone poprzez specjalne mieszanie, jego wytrzymałość, odporność na rozrywkę i odporność na ścieranie są ogólnie stosunkowo słabe.Właściwości chemiczne mogą być ulepszane za pomocą środków łączących, np. w celu poprawy odporności na olej i paliwo, ale kauczuk silikonowy nie nadaje się do stosowania w węglowodorach takich jak benzyna, parafina i lekkie oleje mineralne,ponieważ te media spowodują, że pęknie i zmięknieGłówną zaletą kauczuku silikonowego jest jego zdolność do utrzymania elastyczności w bardzo niskich temperaturach.o pojemności nieprzekraczającej 10 l, ale nieprzekraczającej 10 lW przypadku pieczęci obrotowych temperatura pracy jest wyższa niż w przypadku zwykłej gumy.

Kauczuk fluorocyklonowy jest droższym kauczukem. Jego właściwości są zasadniczo takie same jak kauczuk silikonowy, ale jego zakres zastosowań jest węższy. Jego główną zaletą jest odporność na olej,o pojemności nieprzekraczającej 10 mmUmożliwia to stosowanie go poza granicami temperatury pracy gumy nitrylowej, zapewniając jednocześnie odporność na olej, której brakuje gumie silikonowej.

Węgiel

Kauczuk fluorowy to nasycony polimer zawierający atomy fluoru na atomach węgla w łańcuchu głównym lub bocznym.Charakteryzuje się odpornością na wysokie temperatury, oleje, silna korozja, rozpuszczalniki, działanie atmosferyczne, ozon, niska przepuszczalność gazu i doskonałe właściwości fizyczne.jego wady to słaba wydajność w niskich temperaturach i wysoki zestaw kompresjiW celu poprawy zestawu sprężania gumy fluorowej przeprowadzono znaczne badania zarówno w kraju, jak i na arenie międzynarodowej.

Polietrafluoroetylen

Plastiki są zazwyczaj półtwardy i nie są zazwyczaj stosowane jako uszczelki.w szczególności jego odporność na ataki chemiczne w szerokim zakresie temperatury roboczejPTFE jest szczególnie przydatne w uszczelniaczach wykonanych z konstrukcji kompozytowych.Na przykład:, obrobiony lub formowany PTFE może być stosowany zarówno jako powierzchnia o niskim tarciu, jak i jako powłoka odporna na działanie chemiczne.

Właściwości materiału pieczęci olejowej

Temperatura pracy materiałów uszczelniających olej

Temperatura pracy jest kluczowym czynnikiem wpływającym na żywotność uszczelnień olejowych.

Tabela 4 Temperatury pracy powszechnie stosowanych materiałów uszczelniających olej

Zmiany charakterystyki w niskich temperaturach znacząco różnią się od tych w wysokich temperaturach.spowolnienie ich odzyskiwania po deformacjiPrzed osiągnięciem kruchości materiału, jeśli nie ma alternatywnych materiałów elastomerowych, siła sprężyny może zapewnić niezbędną odporność.Przy wysokich temperaturach, wszystkie elastomery tracą elastyczność i mają tendencję do zmiękczenia.zazwyczaj przejawia się jako utrata elastyczności i stopniowy wzrost twardości i modułu.

Odporność na zużycie materiałów uszczelniających olej

Odporność na zużycie materiału jest kluczowym czynnikiem dla uszczelnień olejowych.lepsza odporność na roztrzask prowadzi również do lepszej odporności na zużyciePonadto na odporność materiału na zużycie wpływają również czynniki takie jak współczynnik tarcia i połysk powierzchni.

Kompatybilność z środkami uszczelniającymi

W miarę jak materiał wchłania płyn, jego objętość zmienia się, a nadmierne rozszerzanie może pogorszyć fizyczne i mechaniczne właściwości materiału, czyniąc go niedopuszczalnym.Nadmierne rozszerzanie może również powodować reakcje chemiczneW takich przypadkach środek uszczelniający i materiał są niezgodne.W niektórych przypadkach, środek uszczelniający może wyciągać z mieszaniny gumowej dodatki takie jak plastyfikatory i przeciwutleniacze, zmieniając skład elastomeru, a nawet powodując kurczenie, co prowadzi do wycieku.Informacje dotyczące kompatybilności materiałów uszczelniających olej z niektórymi nośnikami, patrz tabela 5.

Tabela 5 Kompatybilność materiałów uszczelniających olej

Z powyższego widać, że konstrukcja uszczelnienia oleju jest bardzo ważna.nie można osiągnąć skutecznego uszczelnienia.