ロータリーシールの試験方法：漏れ、摩耗、耐久性

ロータリーシールの試験方法：漏れ、摩耗、耐久性

はじめに - ロータリーシールのテストが性能と安全性にとって重要な理由

回転シールは回転機械の重要な部品です。流体を封じ込め、汚染物質を遮断することで、油圧機器から自動車、プロセス機器に至るまで、あらゆる業界で信頼性の高い動作を実現します。回転シールの故障は、流体漏れ、摩擦の増加、ダウンタイム、環境汚染、そして高額な修理費用につながる可能性があります。システム設計者や保守エンジニアは、アプリケーションに最適なシール設計と材料を選定するために、漏れ率、摩耗メカニズム、そして長期耐久性を定量化する試験方法を必要としています。この記事では、業界で実証済みの実用的な試験方法を解説し、それぞれの長所と限界を比較するとともに、回転シールの堅牢な試験プログラムを構築するための実用的なガイダンスを提供します。

ロータリーシールの一般的な故障モード：漏れ、摩耗、耐久性

ロータリーシールの故障原因を理解することは、適切な試験を設計するための第一歩です。典型的な故障モードには以下が含まれます。

• 接触圧力の不足、シール リップの硬化または損傷、相手シャフトの表面の傷、または不適合な流体によって発生するダイナミック リップの漏れ。
• 研磨性の汚染物質、不十分な潤滑、または材料の組み合わせの悪さによりシール面とリップが摩耗し、クリアランスが増加して最終的に漏れが発生します。
• 熱、化学的な侵食、オゾン、または圧縮永久歪みによる材料の劣化または機械的特性の損失により、シール力が低下し、早期に故障が発生します。

ロータリーシールのリークテスト方法

リークテストは、動的な条件下でシールを通過する流体の量を定量化します。ロータリーシールに適用可能な一般的なリークテスト方法を以下に列挙し、比較します。

材料挙動の情報源: メーカーの技術データシートとトライボロジー文献には、材料の選択とテスト計画時に使用される詳細な数値特性が記載されています。

ポリパック — メーカーが検証済みのロータリーシールの性能をサポートする方法

ポリパックは科学的かつ技術的な油圧シールシール製造、シール材料開発、カスタマイズを専門とするメーカーおよびオイルシールサプライヤーシーリングソリューション特殊な作業環境にも対応可能です。PolypacのカスタムゴムリングおよびOリング工場は、10,000平方メートルを超える敷地面積を誇り、工場面積は8,000平方メートルです。当社の生産設備および試験設備は、業界最先端の水準を誇ります。中国最大級のシール製造・開発企業として、国内外の数多くの大学や研究機関と長年にわたる連携・協力関係を維持しています。

2008年に設立されたPolypacは、ブロンズ充填PTFE、カーボン充填PTFE、グラファイトPTFE、MoS₂充填PTFE、ガラス充填PTFEなどの充填PTFEシールの製造からスタートしました。現在では、NBR、FKM、シリコン、EPDM、FFKMなど、様々な材質のOリングも製造しており、製品ラインを拡大しています。

ポリパックのロータリーシール試験および供給における利点

Polypacは、自社での材料開発、高度な製造設備、そして包括的な試験能力を組み合わせることで、現実的な条件下で漏れ、摩耗、耐久性が検証されたシールをお客様に提供します。主な利点：

• PTFE 複合材料から高度なエラストマーに至るまでの材料に関する専門知識により、ロータリーシールに合わせた低摩擦または耐薬品性の化合物の選択が可能になります。
• テスト機能 - 回転式テスト装置と環境チャンバーにより、顧客の仕様に合わせて加速寿命テストとリーク テストを実行できます。
• 規模と品質 - 試作と大量供給の両方に適した、厳格な品質管理による大規模生産。
• 研究機関との連携 - Polypac は最新のトライボロジーおよびポリマー科学の進歩に合わせてロータリーシールの性能を向上させています。

ロータリーシーリングソリューションのコア製品

ポリパックは、Oリング、ロッドシール、ピストンシールなど、回転用途に関連する幅広いシール部品を製造しています。端面スプリングシール、スクレーパーシール、ロータリーシール、バックアップリング、ダストリングス。当社の中核となる競争上の強みは以下のとおりです。

• 材質の幅広さ: PTFE 複合材、NBR、FKM、FFKM、シリコンなど。
• カスタム成形および機械加工: 回転リップの複雑なプロファイルと厳しい許容差。
• 高度なテスト: アプリケーションのニーズに合わせた漏れ、摩耗、耐久性の検証。

テスト結果の解釈と設計上の決定

テスト後、構造化された分析を使用して決定を下します。

• テスト前に合格/不合格のしきい値を確立します (最大許容リーク率、最大トルク、許容摩耗量)。
• 同一のテスト条件下で材質とリップ形状間の相対的なパフォーマンスを比較し、現場での検証に最適な候補を選択します。
• 加速テストからのワイブルまたはその他の寿命分布モデルを使用して、耐用年数とメンテナンス間隔を推定します。
• 顕微鏡検査と化学分析を使用して予期しない障害を調査し、材料の配合、シャフトの仕上げ、または取り付け手順を調整します。

よくある質問（FAQ）—ロータリーシール

Q: ロータリーシールにとって最も重要なテストは何ですか?
A: 単一のテストはありません。回転リグでの動的リーク テスト、摩耗評価 (トルクとリップ形状)、および材料の適合性/老化テストの組み合わせにより、最も信頼性の高い評価が得られます。

Q: 回転耐久性テストはどのくらいの時間実行する必要がありますか?
A: 典型的なベンチ耐久試験は、リスクに応じて100時間から数千時間の範囲です。加速試験では、同等の寿命をより短い実験時間で実現できますが、その解釈には注意が必要です。

Q: ラボテストの結果から現場での寿命を正確に予測できますか?
A: ラボテストでは推定値と比較性能が得られます。ただし、実際の汚染物質、組み立て時のばらつき、システムダイナミクスはラボの条件と異なる可能性があるため、フィールドテストの実施を推奨します。

Q: PTFE 充填ロータリーシールとエラストマーロータリーシールのどちらを選べばよいですか?
A: PTFE充填シールは、低摩擦・高速用途、および耐薬品性が求められる用途に最適です。低速または高圧の油圧回転用途では、エラストマー（NBR、FKM、FFKM）の方が優れた追従性とシール力を発揮する傾向があります。代表的な条件下で、両方のシールを試験してください。

Q: ロータリーシールにはどのようなシャフト仕上げが推奨されますか?
A: シール材質に応じて、一般的に推奨される表面仕上げはRa 0.2～0.8μmです。表面が滑らかすぎるとスティックスリップが発生しやすくなり、粗すぎると摩耗が増加するため、必ず試験装置で検証してください。

Polypacへのお問い合わせ - テストの依頼または製品の閲覧

検証済みのロータリーシールが必要なプロジェクトなら、Polypacがお手伝いいたします。お客様の用途に最適なシールを選定するため、材料選定、試作、そして漏れ、摩耗、耐久性などに関する包括的な試験プログラムをご提供いたします。試験要件についてご相談いただくか、製品サンプルやデータシートをご請求いただく場合は、当社の技術チームまでお問い合わせください。

出典と参考文献

• ASTM International — ASTM D395: ゴム特性の標準試験方法 — 圧縮永久歪み。
• ASTM International — ASTM D471: ゴム特性の標準試験方法 — 液体の影響。
• ASTM International — ASTM D412: 加硫ゴムおよび熱可塑性エラストマーの標準試験方法 — 張力。
• ASTM International — ASTM D2000: 自動車用途のゴム製品の標準分類システム (材料選択ガイダンス)。
• ISO 3601: 国際標準化機構 - O リング - 寸法および許容差 (材料および寸法の基準)。
• Parker Hannifin — O リング ハンドブック / シャフト シールのアプリケーション ノート (シーリングとテスト方法に関する技術ガイダンス)。
• SKF — シャフト シール ハンドブックおよび回転シールのテストとトライボロジーに関する技術記事。
• Trelleborg シーリング ソリューション — エラストマーおよび PTFE ベースのシールに関する技術ホワイト ペーパーとデータシート。
• 選択されたトライボロジーおよびシール研究文献（回転リップシールの性能と摩耗メカニズムをレビューしたジャーナル記事）。

Polypac は、エンジニアリングされたロータリーシールのパートナーです。シール寿命を延ばし、漏れを減らし、信頼性の高い動作を保証するソリューションを設計、テスト、提供します。