Подбор материалов гидравлических уплотнений
При выборе уплотнительных материалов основное внимание уделяется условиям эксплуатации и качеству используемых материалов, чтобы машина могла работать эффективно. Ниже приведены примеры.
1. Рабочая среда
Является ли уплотняемая среда жидкой или газообразной, имеет решающее значение. Если это жидкость, необходимо учитывать совместимость жидкости и материала; для газа также необходимо учитывать совместимость со смазочными материалами и консистентными смазками; а для газовых и вакуумных уплотнений необходимо учитывать воздухопроницаемость. Несовместимость уплотнительного материала с уплотняемой жидкостью может привести к разбуханию или сжатию уплотнения, что вызовет сбои на начальных этапах эксплуатации. Разбухание уплотнения увеличивает силу трения и может привести к его перекатыванию. Сжатие уплотнения уменьшает предварительный натяг, снижает компенсацию эксцентриситета и в конечном итоге приводит к утечке.
2. Коэффициент трения
Уплотнения требуют материалов с определенными свойствами трения и износостойкости; поэтому материалы с подходящим коэффициентом трения следует выбирать исходя из скорости движения. Для обеспечения достаточного срока службы износостойкость материала также должна выбираться исходя из скорости и хода. При необходимости работы на низких скоростях особое внимание следует уделить величине коэффициента трения материала и разнице между динамическим и статическим коэффициентами трения.
3. Конструктивный тип
Различные конструктивные типы и принципы работы уплотнений (например, экструзионный тип, манжетное уплотнение вала или механическое уплотнение и т. д.) неизбежно предъявляют различные требования к упругости, прочности, скорости деформации и другим механическим свойствам материалов.
4. Рабочая температура
Диапазоны рабочих температур различных уплотнительных колец, будь то резиновые или пластиковые, или механические уплотнения из графита или металла, сильно различаются. При выборе материалов крайне важно точно определить рабочую температуру уплотнительных компонентов, особенно в условиях низких температур; или контролировать повышение температуры компонентов, систем и уплотнений на основе диапазона рабочих температур материалов.
5. Рабочее давление
Рабочее давление является ключевым рабочим параметром системы уплотнения и может варьироваться от 1 до 400 МПа и даже выше. Сопротивление материала давлению должно соответствовать требованиям рабочего давления.
6. Рабочая среда
Если рабочая среда пыльная, это ускорит износ материала; следовательно, следует повысить износостойкость материала.
7. Вибрация и удар
Если материал работает в условиях вибрации или удара, он должен обладать достаточной прочностью и упругостью для компенсации повреждения уплотнения и недостаточного контактного напряжения, вызванного смещением, обусловленным вибрацией.
8. Процесс сборки
Процесс сборки уплотнений и даже конструкция уплотнительных устройств связаны с деформируемостью материалов. Как правило, процесс сборки должен соответствовать свойствам материала. Где это допустимо, при выборе материалов следует соответствующим образом учитывать характеристики сборки уплотнения.
Вышеупомянутые восемь требований к уплотнительным материалам часто взаимозависимы и не могут быть идеально согласованы. С точки зрения свойств материала, стремясь к герметичности и сопротивлению трению, достижение одного неизбежно происходит за счет другого. Поэтому необходимо найти правильный баланс между двумя требованиями к производительности. По мере возникновения более высоких требований к герметичности необходимо искать специализированные материалы на основе условий применения. Даже в пределах одного компонента может потребоваться выбор нескольких уплотнительных материалов в зависимости от конкретных требований.