Wybór materiałów uszczelnień hydraulicznych
Przy wyborze materiałów uszczelniających główne czynniki, które należy wziąć pod uwagę, to warunki pracy i jakość użytych materiałów, aby maszyna mogła pracować wydajnie. Poniżej przedstawiono przykłady.
1. Medium robocze
Kluczowe jest to, czy medium uszczelniającym jest ciecz, czy gaz. Jeśli jest to ciecz, należy wziąć pod uwagę kompatybilność między cieczą a materiałem; w przypadku gazu należy również wziąć pod uwagę kompatybilność z lub do smarów i tłuszczów; a w przypadku uszczelnień gazowych i podciśnieniowych należy uwzględnić przepuszczalność powietrza. Niezgodność materiału uszczelniającego z płynem uszczelniającym może spowodować rozszerzenie lub skurczenie się uszczelnienia, prowadząc do awarii we wczesnych etapach użytkowania. Rozszerzenie uszczelnienia zwiększa opór tarcia i może spowodować jego obrót. Skurczenie się uszczelnienia zmniejsza wstępne naprężenie, zmniejsza kompensację mimośrodu i ostatecznie prowadzi do wycieku.
2. Współczynnik tarcia
Uszczelnienie wymaga materiałów o określonych właściwościach tarcia i odporności na zużycie; dlatego materiały o odpowiednim współczynniku tarcia powinny być dobierane w zależności od prędkości ruchu. Aby zapewnić wystarczającą żywotność, odporność materiału na zużycie musi być również dobierana w zależności od prędkości i skoku. W przypadku wymagań dotyczących pracy przy niskich prędkościach należy zwrócić szczególną uwagę na wielkość współczynnika tarcia materiału oraz różnicę między współczynnikiem tarcia dynamicznego i statycznego.
3. Typ konstrukcyjny
Różne typy konstrukcyjne i zasady działania uszczelnień (takie jak typ wytłaczany, typ wargowy wału lub uszczelnienie mechaniczne itp.) nieuchronnie będą miały różne wymagania dotyczące elastyczności, wytrzymałości, szybkości odkształcenia i innych właściwości mechanicznych materiałów.
4. Temperatura pracy
Zakresy temperatur stosowania różnych pierścieni uszczelniających, niezależnie od tego, czy są wykonane z gumy, tworzywa sztucznego, czy uszczelnień mechanicznych wykonanych z grafitu lub metalu, znacznie się różnią. Przy wyborze materiałów kluczowe jest dokładne określenie temperatury pracy elementów uszczelniających, zwłaszcza w niskich temperaturach; lub kontrolowanie wzrostu temperatury elementów, systemów i uszczelnień w oparciu o zakres temperatur pracy materiałów.
5. Ciśnienie robocze
Ciśnienie robocze jest kluczowym parametrem pracy systemu uszczelniającego i może wynosić od 1-400 MPa lub nawet więcej. Odporność materiału na ciśnienie powinna być dostosowana do wymagań ciśnienia roboczego.
6. Środowisko pracy
Jeśli środowisko pracy jest zapylone, przyspieszy to zużycie materiału; dlatego należy poprawić odporność materiału na zużycie.
7. Wibracje i uderzenia
Jeśli materiał pracuje w warunkach wibracji lub uderzeń, powinien mieć wystarczającą wytrzymałość i elastyczność, aby skompensować uszkodzenia uszczelnienia i niewystarczające naprężenie kontaktowe spowodowane przemieszczeniem wywołanym wibracjami.
8. Proces montażu
Proces montażu uszczelnień, a nawet konstrukcja urządzeń uszczelniających, jest związany z odkształcalnością materiałów. Ogólnie rzecz biorąc, proces montażu powinien być dostosowany do właściwości materiałów. Tam, gdzie jest to dopuszczalne, przy wyborze materiałów należy odpowiednio uwzględnić wydajność montażu uszczelnienia.
Powyższe osiem wymagań dotyczących materiałów uszczelniających są często wzajemnie zależne i nie można ich doskonale ujednolicić. Zarówno pod względem wydajności uszczelniania, jak i odporności na tarcie, z punktu widzenia właściwości materiałowych, dążenie do jednego nieuchronnie odbywa się kosztem drugiego. Dlatego należy znaleźć właściwą równowagę między tymi dwoma wymaganiami dotyczącymi wydajności. Wraz z pojawianiem się coraz wyższych wymagań dotyczących uszczelniania, należy szukać specjalistycznych materiałów w oparciu o warunki zastosowania. Nawet w obrębie tego samego elementu, w zależności od specyficznych wymagań, może być konieczne dobranie wielu materiałów uszczelniających.