Izar zigilu eraztuna (X-Ring edo Quad-Ring) errendimendu handiko zigilatze elementu bat da, sistema hidrauliko eta pneumatiko modernoetan mugimendu alternatiboetarako oso erabilia. Bere diseinu bereziak zigilatze errendimendu bikaina eskaintzen du aplikazio askotan.
1. Egitura nagusiaren azterketa
Izar zigilu eraztunak bere izena bere zeharkako sekzio ezaugarrietatik hartzen du. 1. irudian ikusten den bezala, bere zeharkako sekzioak lau zigilu ezpain simetrikoki banatuta osatzen ditu, eta horrek "izar" edo "X" forma bereizgarria ematen dio. O-ring baten zeharkako sekzio zirkular sinplearen aldean, bere egitura ezaugarrien artean hauek daude:
- Lau ezpaineko diseinua:Lau zigilatze-ezpain sortzen ditu (goian, behean, ezkerrean, eskuinean) ildo batean instalatzean.
- Barneko barrunbea:Barrunbe-egitura nahiko itxi bat dago zeharkako sekzioaren erdian.
- Groove bateragarritasuna:Bere diseinua O-ringen zirrikitu estandarrekin bateragarria da, eta askotan O-ringak zuzenean ordezkatzea ahalbidetzen du.
2. Izar-egituraren abantaila nagusiak
Lau ezpaineko egitura sofistikatu honek errendimendu hobekuntza nabarmenak eskaintzen ditu:
- Zigilatze Fidagarritasun Ezohikoa:
- Zigilatze erredundantea:Hainbat zigilatze-hesi sortzen ditu; ezpain bakarra kaltetuta badago edo ihes-bide txiki bat sortu arren, beste ezpainek zigilatze-eraginkortasuna mantentzen dute.
- Presio baxuko zigilatze bikaina:Sekzio bereziak kontaktu-tentsioaren banaketa uniformeagoa bermatzen du eta zigilatzeko beharrezko den hasierako kontaktu-presioa errazago lortzen da, presio baxuko eta baita hutseko inguruneetan ere bikaina izanik.
- Marruskadura eta bihurdura erresistentzia txikia:
- Tentsioaren banaketa uniformea:Lau ezpainek karga erradialak partekatzen dituzte, eta horrek kontaktu-tentsio txikiagoa eragiten du ezpain bakarreko zigiluekin edo O-eraztunekin alderatuta. Barneko barrunbeak konpresioa xurgatzen du, gehiegizko estutzea saihestuz.
- Bihurduraren aurkako erresistentzia handia:Egitura simetrikoak erresistentzia handia eskaintzen du bihurduraren aurrean baldintza dinamikoetan (adibidez, karga irregularrak edo zilindro hidraulikoetan deformazio erradiala), eta horrek huts egiteko arriskua murrizten du.
- Makilatze-irristatze efektua murriztua:Marruskadura-ezaugarri leunagoek abiadura txikiko mugimenduan "makilatze-irristatzea" arintzen laguntzen dute, mugimendu leunagoa bermatuz.
- Lubrifikazio-atxikipen ona:
- Barneko barrunbeak lubrifikatzaile-euskarri kantitate txiki bat gordetzen du, ezpainei etengabeko lubrifikazioa emanez, eta hori ezinbestekoa da zigilu dinamikoen iraupenerako.
- Higaduraren aurkako erresistentzia bikaina:
- Karga ezpain anitzetan banatzen da, ezpain bakoitzean presioa murriztuz. Marruskadura-koefiziente baxuak direla eta, higadura-tasa orokorrak txikiagoak dira.
- Estrusioarekiko erresistentzia ona:
- Egitura trinkoa eta sendoak zirrikituetan estrusioa (estrusio-akatsa) hobeto jasaten du ohiko O-ring-ak baino, presio handian edo tarte handiagoetan ere.
3. Beste zigilu-egiturekin alderaketa
Star Seal Ring-aren eta ohiko O-eraztunak (estatikoak/dinamikoak) eta Ezpainetako Zigiluen (zigilatze dinamikorako nagusiak) arteko errendimendu-konparazio nagusiak:
1. taula: Izar zigilu eraztuna (zigilu elkarri mugikorra) vs. O-eraztuna eta ezpain zigilua (adibidez, U-kopa)
| Errendimendu-adierazlea | Izar zigilu eraztuna (X-eraztuna) | O-eraztuna | Ezpainetako zigilu tipikoa (adibidez, U-kopa, Y-eraztuna) |
|---|---|---|---|
| Zigilatzeko printzipioa | Laukoitzeko Ezpainen Kontaktu Simetrikoa | Erradial Konpresio Aurpegiko Zigilua | Ezpainetako zigilu asimetriko bakarra/bikoitza |
| Marruskadura-erresistentzia | Baxua edo Ertaina(Karga banaketa simetrikoa) | Altua(Kontaktu-eremu handia) | Baxua(Lerro/banda kontaktua) |
| Bihurduraren erresistentzia | Bikaina(Simetrikoa) | Pobrea(Espiral formako haustura izateko joera) | Moderatua(Alderantzikatu/ebaki egin daiteke) |
| Zigilatze Fidagarritasuna | Altua(Oztopo anitzekoa, presio baxuko ona) | Ona (Estatikoa)/Ertaina (Dinamikoa) | Altua(Kontaktu-presio handia) |
| Higaduraren erresistentzia | Bikaina(Karga partekatzea) | Moderatua (Estatikoa)/Eskasa (Dinamikoa) | Ona(Estres kontzentratua) |
| Estrusioarekiko erresistentzia | Ona | Pobrea | Bikaina(Erreserba-eraztunarekin diseinatua) |
| Aplikagarria den presio-tartea | Ertain-Altua(VHPrako babeskopia-eraztuna behar du) | Baxu-Ertaina (Din.)/Altua (Estat. BR-rekin) | Zabala(Presio baxua eta oso altua) |
| Abiadura aplikagarria | Ertain-Altua | Baxua | Ertain-Altua |
| Espazio-beharra | O-eraztunaren antzekoa | Txikiena | Handiagoa(Groove diseinuaren kritikoa) |
| Instalazioa | Ezpainen orientazioarekin zaindu(Normalean norabiderik gabekoa) | Sinplea | Orientazio kritikoa |
| Kostua | Ertaina edo Altua | Baxuena | Moderatua |
Desabantaila nagusiak:
- O-eraztunak baino kostu handiagoa:Egitura konplexuak fabrikazio-kostuak handitzen ditu.
- Instalazio-arreta beharrezkoa:Ezpainetako zigiluak bezala norabidearekiko sentikorrak ez diren arren, kontuz ibili behar da ertz zorrotzen gainean instalatzean ezpainak kaltetzea saihesteko (gidak behar dira).
- VHP-k babeskopia behar du:O-eraztunak bezala, babeskopia-eraztunak beharrezkoak dira estrusio-erresistentzia optimoa lortzeko presio oso altuetan (adibidez, >70 MPa).
4. Ohiko materialak eta aplikazio tipikoak
Materialen hautaketa funtsezkoa da. Batez ere medio hidrauliko/pneumatikoetan erabiltzen dira, eta ohiko materialak hauek dira:
- Nitrilozko kautxua (NBR):
- Ezaugarriak:Erresistentzia bikaina olio mineralarekiko eta erregaiarekiko; higadura-erresistentzia eta erresistentzia ona; kostu-eraginkorra;Gehienezko tenperatura: ~100–120°C (mailaren araberakoa); Gutxieneko tenperatura: ~-30 eta -40 °C artean (mailaren arabera); ozonoarekiko/eguraldiarekiko erresistentzia moderatua.
- Aplikazioak: OhikoenaMateriala. Industria hidraulikan (eraikuntza, injekzio-moldeoa, makina-erremintak), automobilgintzako balazta-sistemetan, olio minerala duten ekipamendu pneumatikoetan, HFA/HFB fluidoetan, ur-glikolean, erregaian – tenperatura ez den kritikoa den lekuetan. X-eraztunen erabileraren % 70 baino gehiago.
- Hidrogenatutako nitrilo kautxua (HNBR):
- Ezaugarriak:NBR baino hobeagoa: beroarekiko erresistentzia handiagoa (+140–150 °C), ozono/produktu kimikoekiko erresistentzia; erresistentzia eta higadura hobea; NBR olioarekiko erresistentzia mantentzen du; NBR baino kostu handiagoa.
- Aplikazioak:Tenperatura altuagoetarako, olio zorrotzetarako (gehigarrietan aberatsak diren lubrifikatzaileak) edo bizitza luzeagoko beharretarako. Adibidez, automobilen motorraren zigiluak, errendimendu handiko sistema hidraulikoak, olio beroaren sistemak.
- Fluoroelastomeroa (FKM, Viton®):
- Ezaugarriak: Beroarekiko erresistentzia bikaina (+200–230°C), erresistentzia kimiko bikaina(olioak, erregaiak, azido mineralak, disolbatzaileak); ozono/eguraldi bikaina;tenperatura baxuak (-20 eta -30 °C artean); kostu handia; ur beroan/lurrunean degradatzen da.
- Aplikazioak:Tenperatura altuko inguruneak (motorrak, turbinak), erregai oldarkorrak, ester sintetikozko lubrifikatzaileak (adibidez, hegazkinen fluidoak), azidoak/baseak (ez-kaustikoak), produktu kimiko bereziak. Tenperatura altuko fluidoetarako estandarra, hala nola fosfato esterrak.
- Poliuretanozko kautxua (AU/EB):
- Ezaugarriak: Erresistentzia mekaniko oso handia, higadura-erresistentzia apartekoa; estrusioarekiko erresistentzia ona; olioarekiko (mineral/erregaiarekiko) erresistentzia ona;hidrolisi-erresistentzia eskasa, batez ere baldintza bero/hezeetan;Gehienezko tenperatura: ~80–110°C (motaren araberakoa).
- Aplikazioak:Batez ere horretarakopresio handia, tarte handiak, maiztasun/inpaktu baxuko kargak olio mineral/erregai euskarriarekin.Adibidez, zilindro handiko pistoien zigiluak, presio handiko ur-sistemak (epe laburrean). Kontuz erabili ur-glikolarekin hidrolisia dela eta.
- Etileno Propileno Dieno Monomeroa (EPDM):
- Ezaugarriak: Erresistentzia bikainaur beroari, lurrunari, ur-glikolari, fosfato ester fluidoei, HFC fluidoei, azido/base diluituei; ozono/eguraldiarekiko erresistentzia bikaina; disolbatzaile polarrei erresistentzia ona;erresistentzia eskasa olio/erregai mineralekiko; Gehienezko tenperatura: ~150 °C.
- Aplikazioak:Zigilatzeko ura, ur-glikola, HFC fluido hidraulikoak, fosfato esterrak, lurruna, hozgarriak, balazta-likidoa (DOT) – fluido polarrak. Adibidez, elikagaiak prozesatzeko, itsas hidraulika, industria-ekipo espezifikoak.
- PTFE nahasketak:
- Ezaugarriak:PTFEak aprobetxatzen dituInertzia kimiko bikaina, marruskadura oso baxua, beroarekiko erresistentzia bikaina (>260 °C)Betegarriek (brontzea, beira-zuntza, grafitoa, karbonoa) indarra/eroankortasuna hobetzen dute;elastikotasun eskasa, instalazio zaila, hotzean isurtzeko/irristatzeko joera.
- Aplikazioak: Muturreko baldintzak:Tenperatura/presio ultra-altuak/baxuak, produktu kimiko oldarkorrak, purutasun handiko medioak (erdieroaleak, produktu kimikoak), marruskadura ultra-baxua (abiadura handiko pneumatikoak). Askotan O-eraztunentzako babeskopia-eraztun gisa erabiltzen dira; PTFE puruzko X-eraztunak arraroak/garestiak dira.
Ondorioa
Star Seal Ring-en lau ezpaineko egitura simetriko bereziak marruskaduraren, zigilatzearen fidagarritasunaren eta bihurduraren erresistentziaren arteko oreka bikaina lortzen du zigilu alternatiboetan. O-ring-aren trinkotasuna eta ildasken bateragarritasuna mantentzen ditu, marruskaduran, bihurduraren erresistentzian eta presio baxuko zigilatzean nabarmen gaindituz. Ezpaineko zigilu asimetriko konplexuagoekin alderatuta (adibidez, U/Y eraztunak), karga simetrikoen pean bihurduraren erresistentzian eta instalazioaren sinpletasunean bikaina da. Material aukera anitzek aplikazioak estaltzen dituzte industria estandarretik hasi eta muturreko baldintzetaraino. Hautaketak medioen bateragarritasuna, tenperatura tartea, presioa, abiadura eta kostua kontuan hartzea eskatzen du, epe luzerako zigilatze fidagarria bermatzeko.
Argitaratze data: 2025eko abuztuak 4