Уплотнения для гидравлических и пневматических систем

Производство и поставка резинотехнических изделий. Импортные уплотнения и их аналоги

Sales@Seal-Market.ru
+7-495-5328493
Пн. - Пт. 09:00 - 18:00
ТПК Гидросилмаш

Уплотнения для гидравлических и пневматических систем

Производство и поставка резинотехнических изделий. Импортные уплотнения и их аналоги

Уплотнительные кольца

Для запроса цен на кольца уплотнительные и по вопросам доставки свяжитесь с нашими менеджерами или используйте форму заявки On-line.

Принцип работы

Кольца уплотнительные резиновые

Кольцо уплотнительное обеспечивает герметичность, когда оно сжимается между двумя соседними поверхностями, создавая контактное напряжение. Если  воздействие жидкости ниже контактного напряжения, то уплотнение препятствует утечке. По мере увеличения давления уплотнение сильнее сжимается, усиливая контактное напряжение, что улучшает герметизацию. Эта петля положительной обратной связи при увеличении давления, называется «самовозбуждением».

Иногда, более высокое давление может вызвать деформацию через зазор, известную как выдавливание, что приведет к выходу уплотнения из строя. Выбор более твердого материала или дополнительная установка опорных колец могут решить эту проблему.

Резиновое уплотнительное кольцо следует рассматривать как «несжимаемую вязкую жидкость» с сильным поверхностным натяжением, которое создает нулевой зазор или блокировку потока уплотняемой среды.

Типы уплотнительных колец

Данные уплотнения обычно классифицируют по материалу и геометрии поперечного сечения.

Наша компания предлагает кольца стандартных размеров из различных эластомеров. Нестандартные размеры доступны по запросу.

Уплотнительные кольца различаются:

Данные уплотнения имеют разные профили. В основном — круглые, квадратные и X-образные. Они показаны выше, где схематично изображены в статических осевых канавках.

При сжатии каждый из этих профилей по-разному контактирует с сопрягаемыми поверхностями. Ширина контакта может сильно различаться, как и силы, необходимые для сжатия уплотнения. Этот факт может иметь решающее значение, если уплотнение должно перекрывать дефекты поверхности, такие как машинные следы, царапины, пористость или впадины на сопрягаемых поверхностях. Площадь контакта должна быть шире дефекта для образования уплотнения.

Каждый профиль уплотнительного кольца имеет свои преимущества, в зависимости от ситуации. Например, кольца круглого сечения трудно превзойти в радиальных или динамических приложениях. И они широко доступны во многих стандартных размерах. Однако гибкость и эффективность уплотнителей с квадратным поперечным сечением делают их лучшим выбором в качестве статического уплотнения.

При выборе уплотнительного кольца нужно соблюдать требования технической документации. Если она отсутствует, необходимо учитывать все химические и механические параметры рабочей среды, свойства материалов и тип сечения. Выбор материала зависит от условий, для которых предназначено уплотнение, таких как рабочая температура и давление в системе.

Функции уплотнительных колец и сфера их применения

Уплотнительные кольца применяются в статических и динамических приложениях при температурах от -70°С до 330°С. Уплотнение, которое не движется, за исключением пульсации, вызванной циклическим давлением, называется статическим. Те уплотнения, которые подвергаются движению, являются динамическими. Далее они определяются как возвратно-поступательные или вращающиеся.

Чем отличаются статические уплотнительные кольца от динамических?

Проектирование статических и динамических уплотнительных колец различается по нескольким важным аспектам. Динамическое уплотнительное кольцо помогает создать уплотнение между движущимися элементами, тогда как статическое представляет собой любое уплотнительное кольцо, предназначенное для соединения с двумя или более поверхностями, которые не перемещаются друг относительно друга.

Как правило, статические уплотнительные кольца изготавливаются из менее прочных материалов, чем их динамические аналоги. Кроме того, очень важно, чтобы детали, соединяемые вместе в динамической среде, были точно спроектированы и отполированы. Уплотнительные кольца, используемые в статических приложениях подвержены меньшему износу. Сжатие обычно является их основным источником нагрузки (которой они, как правило, достаточно устойчивы).

Все уплотнительные кольца необходимо смазывать в той или иной степени, чтобы они функционировали наилучшим образом. В динамических узлах они требуют более интенсивной и частой смазки и обслуживания, чем в статических эквивалентах. Различные формы динамических движений, такие как вращательные, возвратно-поступательные и колебательные, требуют изготовления уплотнителей с различными характеристиками материала, чтобы они функционировали наилучшим образом.

Уплотнительные кольца в статических и динамических уплотнениях
Уплотнительные кольца в статических и динамических приложениях

Какие факторы учитывать при выборе уплотнительных колец?

Характеристики уплотнения определяются свойствами его материала. Поэтому все факторы, которые могут изменить это свойство, влияют на работу уплотнительного кольца.

Степень сжатия

Эффект герметизации объясняется стремлением уплотнительных колец возвращаться к своей первоначальной форме при деформации. Сжатие или скорость сжатия является основным фактором при проектировании уплотнений. Эластомеры могут компенсировать набор допусков устройства, а его память поддерживает герметичное состояние.  Уплотнения с меньшим поперечным сечением сжимаются на более высокий процент, чтобы преодолеть относительно более высокие допуски на размеры канавок.

В статических приложениях рекомендуемое сжатие обычно составляет 15-30%. Иногда очень маленькие поперечные сечения могут быть сжаты даже до 30%. В вакуумных приложениях сжатие может быть даже выше. Сжатие более чем на 30% вызывает дополнительное напряжение, которое приводит к быстрому износу уплотнения.

В динамических приложениях рекомендуемое сжатие составляет 8-16%; из-за соображений трения и износа меньшие поперечные сечения могут быть сжаты на 20%.

Твердость эластомеров

Твердость — это сопротивление тела проникновению еще более твердого тела стандартной формы при определенном давлении.

Существует две методики испытаний уплотнительных колец на твердость:

  • Shore A/D в соответствии с ISO 868, ISO 7619-1, ASTM D 2240. Большинство эластомеров измеряется по шкале Shore A. Твердость по Шору А 35 – мягкая, 90 — жесткая. Датчики по Шору D рекомендуются там, где рейтинг по Шору А превышает 90.
  • Дюрометр IRHD (Международная степень твердости резины) в соответствии с ISO 48, ASTM 1414 и 1415.

Чем мягче эластомер уплотнения, тем лучше оно прилегает к уплотняемым поверхностям, и для создания герметичности требуется меньшее давление. Это особенно важно для среды с низким давлением.

Мягкие компаунды обладают хорошим статическим уплотняющим эффектом, легко прилипая к шероховатости уплотняемой поверхности, но могут подвергаться выдавливанию при высоких значениях давления. Кроме того, при наличии относительного перемещения между уплотнительным кольцом и сопрягаемыми поверхностями (случай динамического уплотнения) трение, создаваемое мягким компаундом, больше, чем из-за более твердого компаунда, и последующее ухудшение уплотнительных свойств происходит быстрее.

Старение

Процесс старения эластомера оказывает большое влияние на уплотняющую способность уплотнительных колец. Этот термин указывает на потерю физических и химических характеристик эластомеров под воздействием внешних факторов.

По мере старения молекулярные цепи, из которых состоит соединение, модифицируются, а связи изменяются, что приводит к изменению поведения материала. Модификация связей начинается с внешней поверхности и со временем распространяется вглубь.

Процесс старения материала начинается практически сразу, т.е. с момента изготовления уплотнительного кольца и помещения его в контакт с воздухом и светом. Чтобы преодолеть это неудобство, лучше всего оставить тонкий слой смазки вокруг уплотнителя и не подвергать его воздействию света, за исключением времени, необходимого для этапов сборки.

Температура рабочей среды

Важным фактором при выборе уплотнительного кольца является температура, при которой оно должно работать. Эластомеры по-разному реагируют на температурные нагрузки, но в целом это приводит к изменению эластичности. В частности, при низких температурах соединения имеют тенденцию терять эластичность, что снижает их способность к герметизации. А при высоких температурах материал имеет тенденцию становиться более текучим. При этом, лучше прилипая к поверхностям, но облегчая экструзию из-за давления, или движение в случае динамического уплотнения.

В случае высоких температур компаунд имеет тенденцию расширяться и занимать все посадочное место. Это вызывает нежелательное увеличение трения в динамических условиях. В случае низких температур усадка материала приводит к уменьшению смятия диаметра сечения, которое может уменьшаться вплоть до нарушения герметичности.

Техническое обслуживание и хранение уплотнительных колец

Срок хранения уплотнения — это максимальный период времени, начиная с момента изготовления, в течение которого эластомерный элемент, надлежащим образом упакованный, может храниться при определенных условиях. По истечении этого срока, уплотнительное кольцо считается непригодным для использования. Момент изготовления – это дата отверждения для термореактивных эластомеров или время превращения в готовое изделие. При надлежащем хранении, срок годности эластомеров определяется их составом.

  • NBR, SBR или BR, например, имеют срок хранения до 5 лет.
  • CSM, EPDM или EPM могут храниться до 10 лет.
  • FMK, ACM или FVQM имеют срок хранения до 20 лет.

Срок хранения различных эластомеров различается в соответствии со стандартом ISO 2230, который указывает на начальный и дополнительный периоды хранения компонентов в разобранном виде.

Рекомендации по хранению

Влажность  Если эластомеры не упакованы герметично, относительная влажность среды должна быть ниже 75 % (65 % для полиуретанов).  
ТемператураУплотнительные кольца следует хранить вдали от прямых источников тепла при температуре не выше 25°C. 
ОсвещениеНужно избегать прямых солнечных лучей и любого воздействия ультрафиолета.
РадиацияХранение в условиях защиты от всех источников ионизирующего излучения.
ОзонИсключить контакт с озоном и органическими парами.
ДеформацияВо избежание образования складок или скручивания, изделия большого диаметра должны быть сформированы, как минимум, в виде трех наложенных друг на друга петель.
Контакт с жидкими и полутвердыми материаламиНапример, контакт с бензином, смазками, кислотами и чистящими жидкостями. Их следует избегать.
Контакт с металламиНекоторые металлы оказывают вредное воздействие на эластомеры. Рекомендуется защита уплотнительных колец индивидуальной упаковкой.
Контакт с присыпкойПрисыпка должна использоваться только для упаковки эластомерных изделий, во избежание блокировки или прилипания
Контакт между разными эластомерамиИзбегать
Ротация запасовЗапасы эластомерных уплотнений должны чередоваться по принципу FIFO (First In, First Out).

В целом, Seal Market рекомендует учитывать следующие факторы хранения:

  • Температура окружающей среды (не выше 25°C)
  • Сухая среда, исключение загрязнения
  • Защита от прямых солнечных лучей
  • Защита от радиации
  • Защита от источников света, содержащих УФ-излучение
  • Защита от электроприборов, вырабатывающих озон
  • Хранить деталь без натяжения (никогда не вешать!)

Установка уплотнительных колец

Неправильный монтаж уплотнений приводит к повреждению узла, что приведет к утечке во время первого испытания под давлением.

Использование смазки

Смазка уменьшает трение между уплотнительным кольцом и сопрягаемыми поверхностями, так что оно может легко войти в канавку. Кроме облегчения установки, смазка также защищает эластомер от абразивного износа, продлевает срок его службы, создавая защитный барьер на поверхности. Обычно достаточно тонкого слоя минерального масла, консистентной смазки, силиконового масла или рабочей жидкости.

Важность выбора правильного размера

Если вы выберете неправильный размер уплотнительного кольца, это может привести к его повреждению и выходу из строя всего приложения.

Чистота канавки

Чистота важна для правильного действия уплотнения и длительного срока службы уплотнительного кольца. Посторонние частицы в сальнике могут повредить его и вызвать утечку.

Запрет на использование клея при установке

Приклеивать уплотнения в канавку нельзя. Существует риск химического воздействия и отверждения. Альтернативой является использование монтажной смазки. Но прежде необходимо проверить химическую совместимость.

Учет растяжения и расширения внутреннего диаметра

Растяжение внутреннего диаметра при установке в канавку не может превышать 5-6%, поскольку большее растяжение уменьшит и сгладит поперечное сечение, таким образом, уменьшит сжатие. Расширение внутреннего диаметра до паза во время сборки не должно превышать 50%. Для очень малых диаметров может потребоваться превышение этого предела. В этом случае необходимо подождать, пока уплотнительное кольцо вернется к своему нормальному размеру, прежде чем закрывать сальник.

Установка с использованием вспомогательных инструментов

Следует избегать повреждений при установке с помощью установочных инструментов. Если вы не используете правильные инструменты для монтажа уплотнения, оно может быть повреждено при установке. Избегайте острых деталей, которые могут его повредить.

RUBBER RINGS