Глыбокі аналіз падабенстваў і адрозненняў паміж пнеўматычнымі і гідраўлічнымі ўшчыльняльнікамі

У тэхналогіях гідрапрываду і кіравання пнеўматычныя і гідраўлічныя сістэмы з'яўляюцца двума асноўнымі слупамі для дасягнення лінейнага зваротна-паступальнага руху. Як найважнейшыя кампаненты для прадухілення ўцечкі асяроддзя і падтрымання ціску ў сістэме,пнеўматычныя ўшчыльненніігідраўлічныя ўшчыльняльнікімаюць агульныя рысы, але дэманструюць значныя адрозненні ў выбары матэрыялаў, канструкцыі і механізмах змазкі з-за ўласцівых адрозненняў у іх рабочых асяроддзях, працоўным ціску і асяроддзі.

У гэтым артыкуле прадстаўлены глыбокі тэхнічны аналіз падабенстваў і адрозненняў паміж гэтымі двума тыпамі ўшчыльняльнікаў.

I. Асноўныя падабенствы: структурная кампаноўка і логіка герметызацыі

Нягледзячы на ​​тое, што яны працуюць у розных асяроддзях, пнеўматычныя і гідраўлічныя ўшчыльняльнікі маюць высокую ступень падабенства ў асноўнай логіцы ўшчыльнення і структурнай класіфікацыі.

• Паслядоўнасць структурнай планіроўкі:Абодва цыліндры маюць аднолькавыя ўнутраныя дынамічныя і статычныя схемы ўшчыльнення, якія ў асноўным ўключаюць:

  • Ушчыльненні поршня:Двух- або аднабаковыя ўшчыльняльнікі пад ціскам, якія выкарыстоўваюцца для ізаляцыі дзвюх камер і забеспячэння цягі поршня.

  • Ушчыльненні штока:Аднабаковыя ўшчыльняльнікі, якія прадухіляюць уцечку рабочага асяроддзя ў навакольнае асяроддзе.

  • Шклоачышчальнікі/пылаахоўныя ўшчыльняльнікі:Не дапускайце траплення ў сістэму знешняга пылу, вільгаці і забруджванняў, абараняючы першасныя ўшчыльняльнікі і зносаўстойлівыя кольцы.

  • Зносаўстойлівыя кольцы/накіроўвальныя кольцы:Успрымаць радыяльныя бакавыя нагрузкі, прадухіляць прамы кантакт металу з металам паміж поршнем/штокам і корпусам цыліндру і забяспечваць канцэнтрычнасць.

• Механізм герметызацыі з самазарадкай:Ушчыльняльнікі з манжэтамі (напрыклад, U-вобразныя і Y-вобразныя) у абедзвюх сістэмах выкарыстоўваюцьпрынцып самазарадкі ўшчыльненняУ непад ціскам стане яны абапіраюцца на пачатковае ўзаемадзеянне (папярэдняе сцісканне) абзы для стварэння невялікага пачатковага кантактнага напружання. Калі ціск у сістэме павышаецца, ціск асяроддзя дзейнічае на поласць абзы, прымушаючы абзу мацней прыціскацца да ўшчыльняльнай паверхні, у выніку чаго кантактнае напружанне лінейна павялічваецца з ціскам.

II. Асноўныя адрозненні: механічнае і фізічнае асяроддзе

Прынцыповае адрозненне паміж пнеўматычнымі і гідраўлічнымі ўшчыльняльнікамі вынікае з фізічных уласцівасцей іх асяроддзя:газ (сціскальны, нізкаглейкасны, не змазваючы)супрацьгідраўлічны алей (несціскальны, высокай глейкасці, з уласцівай яму змазкай).

1. Працоўны ціск і канструкцыя, устойлівая да ціску

• Пнеўматычныя ўшчыльненні (сістэмы нізкага ціску):Пнеўматычныя сістэмы звычайна працуюць паміжад 0,4 да 1,0 МПаТакім чынам, пнеўматычныя ўшчыльняльнікі маюць тонкае папярочнае сячэнне з гнуткімі і вострымі краямі для дасягнення мінімальнага супраціву трэнню.

• Гідраўлічныя ўшчыльняльнікі (сістэмы сярэдняга і высокага ціску):Гідраўлічныя сістэмы працуюць пад ціскам адад 7 да 35 МПаці нават вышэй (перавышае70 МПа(пры выкарыстанні ў умовах звышвысокага ціску). Каб прадухіліць «экструзію матэрыялу» ўшчыльнення пад высокім ціскам, гідраўлічныя ўшчыльняльнікі маюць больш тоўсты папярочны сячэнне, больш высокую калянасць у корані і часта абсталяваныапорныя кольцы супраць экструзіі.

2. Умовы змазкі і трэнне/знос

• Гідраўлічныя цыліндры: натуральная «багатае змазванне»Рабочае цела (гідраўлічны алей) само па сабе з'яўляецца выдатным змазвальным матэрыялам. Пры зваротна-паступальным руху гідраўлічнага ўшчыльнення паміж абзой ушчыльнення і паверхняй металу ўтвараецца алейная плёнка мікроннага ўзроўню. Асноўная мэта канструкцыі — знайсці баланс паміж«Кантроль уцечкі»і«падтрыманне змазвальнай алейнай плёнкі».

• Пнеўматычныя цыліндры: жорсткая «змазка з беднай сумессю або без алею»Сціснутае паветра не валодае змазвальнымі ўласцівасцямі і лёгка змывае папярэдне нанесеную змазку. Таму пнеўматычныя ўшчыльняльнікі павінны мець надзвычай нізкі каэфіцыент трэння (нізкае трэнне пры вырыве). Яны часта ўключаюць у сябе самазмазвальныя кампаненты ў матэрыяле або выкарыстоўваюць спецыяльную аэрадынамічную геаметрыю вушак для прадухілення з'явы «прыліпання-слізгання» (паўзання).

3. Распрацоўка і мадыфікацыя матэрыялаў

Асноўныя матэрыялы істотна адрозніваюцца ў залежнасці ад ціску і асяроддзя змазкі:

• Пнеўматычныя ўшчыльненні:Звычайна вырабляюцца з NBR (нітрылавага каўчуку), поліўрэтану (PU) або FKM (фторэластамера). Цвёрдасць PU звычайна мякчэйшая (Шор А 75–85) для нізкага трэння і высокай устойлівасці. Цвёрдыя змазкі, такія якПТФЭ або дысульфід малібдэначаста ўключаюцца ў склад матэрыялу.

• Гідраўлічныя ўшчыльненні:Звычайна вырабляюцца з поліўрэтану высокай шчыльнасці (CPU/TPU), PTFE + бронзы (ушчыльняльнікі/кольцы Glyd) або NBR. Цвёрдасць PU значна вышэйшая (Шор А 90–95 or Шор Д 57) для ўстойлівасці да разрыву і экструзіі. Рэцэптура матэрыялу аддае прыярытэтустойлівасць да гідролізу, устойлівасць да экструзіі, устойлівасць да высокіх тэмператур, а таксама сумяшчальнасць з рознымі мінеральнымі алеямі.

4. Баланс хуткасці і супраціву

• Пнеўматычны:Высокая частата і высокая хуткасць (да1–2 м/с). Ушчыльняльнікі павінны быць лёгкімі, мець нізкі пускавы супраціў і хуткі дынамічны водгук.

• Гідраўліка:Нізкая хуткасць і вялікія нагрузкі (звычайна< 0,5 м/с). Ушчыльняльнікі падкрэсліваюць здольнасць падтрымліваць «нулявую ўцечку» пры высокім статычным ціску або мікрарухах.

III. Кароткі змест тэхнічнага параўнання

IV. Выснова і інжынерныя рэкамендацыі

Карацей кажучы,пнеўматычныя ўшчыльненні адрозніваюцца «хуткасцю рэагавання і нізкім трэннем», а гідраўлічныя ўшчыльненні спраўляюцца з «высокім ціскам і вялікай нагрузкай».

У практычнай інжынерыі і тэхнічным абслугоўванні неабходна строга выконваць прынцып «спецыялізаваныя дэталі для спецыяльнага прымянення»:

1. Ніколі не выкарыстоўвайце пнеўматычныя ўшчыльненні ў гідраўлічных сістэмах:Тонкія структуры і мякчэйшыя матэрыялы імгненна выціскаюцца і рвуцца пад высокім гідраўлічным ціскам, што прыводзіць да катастрафічнага збою сістэмы.

2. Пазбягайце выкарыстання стандартных гідраўлічных ушчыльненняў у пнеўматычных сістэмах:Высокі папярэдні нагруз і высокая цвёрдасць гідраўлічных ушчыльненняў прывядуць да празмернага пускавога супраціўлення і моцнага зносу ад сухога трэння з-за недахопу змазкі, што значна скараціць тэрмін службы.