Руководство по выбору уплотнителей для скребков: выберите подходящий материал для уплотнения.

Скребковые уплотнения играют жизненно важную роль в защите гидравлических и пневматических систем от внешнего загрязнения и в продлении срока службы штоковых уплотнений и других динамических компонентов. Это руководство по выбору материала помогает инженерам, специалистам по техническому обслуживанию и проектировщикам подобрать подходящий материал для скребкового уплотнения, исходя из рабочей температуры, совместимости со средой, износостойкости, риска выдавливания и ожидаемого срока службы. В руководстве интегрированы принципы материаловедения, проверенные на практике методы и авторитетные справочные материалы для поддержки решений по закупке и проектированию скребковых уплотнений и связанных с ними уплотнительных элементов.

Типичные области применения и требования к производительности

Там, где используются скребковые уплотнения

Скребковые уплотнения (также называемые пылезащитными кольцами) обычно устанавливаются на гидравлических цилиндрах, телескопических стрелах и поршневых штоках для предотвращения попадания грязи, пыли, воды и абразивных частиц в сальник, что может повредить уплотнения штока и подшипники. Типичные отрасли применения включают строительную технику, сельскохозяйственную технику, мобильную гидравлику и промышленные прессы. Для получения дополнительной информации о гидравлических цилиндрах и их системах уплотнения см. обзор гидравлических цилиндров в Википедии.(источник).

Ключевые факторы эффективности, которые необходимо указать.

При выборе материала для скребкового уплотнения следует отдавать приоритет следующим параметрам: диапазон рабочих температур, контактирующая среда (вода, масло, топливо, растворители), износостойкость, твердость и эластичность (по Шору А), химическая совместимость, зазор экструзии и необходимость дополнительной поддержки, а также ожидаемое динамическое движение (колебательное или непрерывное). Грамотная конструкция скребка минимизирует проникновение без создания чрезмерного трения, которое ускоряет износ штока или выдавливание уплотнения.

Функциональные различия: скребковые уплотнения против уплотнений штока/поршня.

Скребковые уплотнения не являются основными гидравлическими уплотнениями — это защитные элементы, расположенные вне основного уплотнения. Их функция заключается в предотвращении загрязнения, а не в удержании давления. В отличие от них, штоковые и поршневые уплотнения работают под давлением и обеспечивают герметизацию при динамических нагрузках. Это означает, что материалы скребковых уплотнений могут быть ориентированы на износостойкость и низкое трение, а не на устойчивость к экстремальным давлениям, хотя при этом необходимо избегать образования мусора или износа покрытия штока.

Как выбрать материал для скребкового уплотнения

Сопоставьте свойства материалов с условиями окружающей среды.

Выбор материалов начинается с сопоставления температуры и воздействия химических веществ. Эластомеры, такие как нитрил (NBR) и полиуретан (PU), широко используются в качестве уплотнений для скребков общего назначения благодаря хорошей износостойкости и упругому восстановлению. При высоких температурах или агрессивном воздействии химических веществ следует рассмотреть фторэластомеры (FKM) или перфторэластомеры (FFKM). Для сверхнизкого трения и очень широкого диапазона температур широко используются ПТФЭ (политетрафторэтилен) и наполненные композиты на основе ПТФЭ; следует отметить, что сам ПТФЭ не обладает такой упругостью, как эластомеры, и часто используется с пружинами или в качестве профиля, армированного тканью, для протирочных работ. Более подробную информацию о материале можно найти на странице ПТФЭ в Википедии.(источник)и обзор эластомеров(источник).

Истирание, твердость и взаимодействие поверхности стержня.

Скребок должен удалять частицы с штока, не повреждая его покрытие (хром, твердое хромирование, азотирование). Полиуретан обладает превосходной износостойкостью и хорошо подходит для многих гидравлических применений, в то время как ПТФЭ обеспечивает низкое трение и скольжение, но может потребовать более мягкой подложки для предотвращения вибрации. Выбор твердости (по Шору А) обеспечивает баланс между долговечностью и гибкостью; типичная твердость скребка составляет от 60 до 90 по Шору А в зависимости от степени загрязнения и типа покрытия штока.

Тестирование и проверка совместимости

Всегда проверяйте совместимость материала с реальными жидкостями и загрязнениями, используемыми в полевых условиях. В качестве первоначального руководства используйте опубликованные таблицы химической совместимости, а затем, по возможности, проведите ускоренные испытания на погружение и трение. Стандарты и практические испытания от производителей или сторонних лабораторий предоставляют измеримые данные о набухании, сохранении прочности на растяжение и потере износостойкости. Стандартизированные рекомендации по уплотнительным элементам, таким как уплотнительные кольца, см. в статье об уплотнительных кольцах и ссылках на стандарты ISO в Википедии.(источник).

Матрица сравнения и выбора материалов

Семейства материалов для скребковых уплотнений

К распространенным материалам относятся нитрил (NBR), фторэластомер (FKM/Viton), полиуретан (PU), ПТФЭ (первичный и наполненный), EPDM, силикон и перфторэластомер (FFKM). Каждый из них имеет свои компромиссы в отношении температурного диапазона, химической стойкости, износостойкости и стоимости. В таблице ниже приведены практические сравнительные значения, используемые проектировщиками; диапазоны являются типичными и должны быть проверены для вашего конкретного состава и профиля эксплуатации.

Источники информации о свойствах материала: страницы Википедии, посвященные материалам (ПТФЭ).источник, НБРисточник, ПУисточник, ФКМисточник).

Выбор между эластомерными и тефлоновыми скребками

Эластомерные скребки (NBR, FKM, EPDM) обеспечивают плотное прилегание и могут компенсировать эксцентриситет штока; они, как правило, дешевле. Скребки из ПТФЭ и наполненного ПТФЭ обеспечивают очень низкое трение и превосходную химическую стойкость, но требуют тщательной конструкции для регулирования усилия натяжения уплотнительной кромки и предотвращения вибрации. Наполненный ПТФЭ (бронза, углерод, MoS2) часто используется в условиях сильного износа или загрязнения, поскольку наполнители улучшают износостойкость; многие производители (включая Polypac) выпускают наполненные марки ПТФЭ для уплотнительных профилей.

Передовые методы разработки спецификаций, тестирования и закупок.

Как указать тип скребкового уплотнения на чертеже или в спецификации материалов.

Укажите: тип уплотнения (скребковое/чистящее/пылезащитное кольцо), чертеж поперечного сечения, состав материала (включая твердость), диаметр штока и допуск, размеры сальника, качество обработки поверхности и покрытие штока, ожидаемый диапазон рабочих температур, воздействие рабочей среды, профиль движения (скорость хода, частота) и требуемый срок службы. Укажите любые стандарты или чертежи, такие как канавки ISO для уплотнительных колец, если это применимо.Ссылки ISO).

Рекомендуемые испытания перед закупкой продукции

Запросите сертификаты на материалы (MTR) и проведите или потребуйте проведения следующих испытаний: потеря прочности на истирание (Taber или по индивидуальному заказу), остаточная деформация при сжатии, прочность на растяжение, гибкость при низких/высоких температурах и погружение/набухание в реальную гидравлическую жидкость. Для ответственных применений проведите стендовые испытания всей цилиндрической сборки в условиях загрязнения окружающей среды (пыль/вода) для подтверждения работоспособности в реальных условиях эксплуатации.

Поиск поставщиков, сроки поставки и обеспечение качества.

Сотрудничайте с поставщиками, которые могут сертифицировать отслеживаемость компонентов, обеспечить изготовление опытных образцов методом литья или механической обработки, а также поддерживать разработку индивидуальных рецептур для особых условий (например, наполненный ПТФЭ для работы в условиях наличия песка). Проверьте возможности поставщиков — лабораторное испытательное оборудование, масштабы производства, долгосрочные партнерские отношения с научно-исследовательскими учреждениями — и запросите рекомендации. Это снизит риски, связанные с гарантийным обслуживанием, и дорогостоящие отказы в эксплуатации.

Polypac: производственные возможности, материалы и ассортимент продукции.

Компания Polypac — это научно-технический производитель гидравлических и маслосъемных уплотнений, специализирующийся на производстве уплотнений, разработке уплотнительных материалов и индивидуальных решениях для особых условий эксплуатации. Завод Polypac по производству резиновых и уплотнительных колец занимает площадь более 10 000 квадратных метров, а производственные площади составляют 8 000 квадратных метров. Наше производственное и испытательное оборудование является одним из самых передовых в отрасли. Будучи одной из крупнейших компаний в Китае, занимающихся производством и разработкой уплотнений, мы поддерживаем долгосрочные связи и сотрудничество со многими университетами и научно-исследовательскими институтами как внутри страны, так и за рубежом.

Компания Polypac, основанная в 2008 году, начала свою деятельность с производства наполненных PTFE уплотнений, включая PTFE с бронзовым наполнителем, PTFE с углеродным наполнителем, PTFE с графитом, PTFE с наполнителем MoS₂ и PTFE со стекловолокном. Сегодня мы расширили ассортимент продукции, включив в него уплотнительные кольца из различных материалов, таких как NBR, FKM, силикон, EPDM и FFKM. Основные предложения Polypac, имеющие отношение к выбору скребковых уплотнений, включают: уплотнительные кольца, штоковые уплотнения, поршневые уплотнения, торцевые пружинные уплотнения, скребковые уплотнения, вращающиеся уплотнения, опорные кольца и пылезащитные кольца.

Почему стоит выбрать Polypac для скребковых уплотнений и сопутствующих уплотнительных элементов:

• Комплексная разработка материалов: опыт работы с наполненными марками ПТФЭ и эластомерными компаундами, адаптированными для работы в условиях абразивного износа и химического воздействия.
• Передовые методы производства и контроля качества: внутренние испытания повышают стабильность качества партий и снижают количество отказов в полевых условиях.
• Возможности индивидуальной настройки: создание геометрических форм по индивидуальному заказу, разработка составов композитных материалов и прототипов для проверки характеристик перед началом серийного производства.
• Техническое сотрудничество: постоянное партнерство с университетами и научно-исследовательскими институтами способствует повышению эксплуатационных характеристик материалов и совершенствованию методик испытаний.

Для проектировщиков, которым требуются скребковые уплотнения, изготовленные по индивидуальному заказу для работы в сложных условиях (песок, солевой туман, повышенные температуры или агрессивные химические вещества), компания Polypac может разработать составы и производить как небольшие партии по индивидуальному заказу, так и крупносерийное производство с отслеживаемым контролем качества.

Советы по установке, техническому обслуживанию и жизненному циклу

Лучшие практики установки

Убедитесь в правильности фасок штока, чтобы предотвратить повреждение уплотнительной кромки во время сборки. Тщательно очистите шток перед установкой новых скребков. Используйте смазочные материалы для сборки, совместимые с материалом скребков и рабочей жидкостью системы. Тщательно проверьте размеры сальника — слишком плотная посадка увеличивает трение; слишком свободная увеличивает риск выдавливания.

Показатели технического обслуживания и интервалы замены

Проверяйте поверхность штока на наличие царапин, деформации уплотнительной кромки и увеличения протечек за пределами основного уплотнения. Частое попадание грязи, признаки абразивного износа скребка или потеря покрытия штока указывают на необходимость его замены. Интервалы замены зависят от режима работы; в условиях интенсивной эксплуатации мобильного оборудования замена скребка может потребоваться ежегодно или чаще. Храните запасные комплекты с соответствующим материалом/твердостью по Шору.

Модернизация существующих проектов

При частом износе скребка следует рассмотреть следующие варианты: замена на наполненный ПТФЭ для снижения трения и увеличения срока службы; изменение твердости; добавление опорного кольца для контроля экструзии; или улучшение качества обработки поверхности стержня и покрытия. Комплексный подход — улучшение защиты стержня, использование более качественных материалов и подтверждение результатов внутренних испытаний — обеспечивает наилучшую окупаемость инвестиций.

FAQ — Часто задаваемые вопросы

1. В чем основное различие между скребковым уплотнением и штоковым уплотнением?

Скребковые уплотнения (пылезащитные кольца) предотвращают попадание загрязнений в сальник и уплотнения штока. Уплотнения штока представляют собой динамические уплотнения, удерживающие давление и предотвращающие утечку жидкости. Оба типа уплотнений дополняют друг друга; скребок защищает основные уплотнительные элементы.

2. Можно ли использовать скребковые уплотнения из ПТФЭ в гидравлическом цилиндре?

Да, скребки из ПТФЭ или наполненного ПТФЭ используются там, где требуется низкое трение и химическая стойкость. ПТФЭ не так эластичен, как резина, и часто требует поддерживающей конструкции или пружины для обеспечения контакта. Наполненный ПТФЭ улучшает износостойкость по сравнению с чистым ПТФЭ.

3. Какой материал лучше всего подходит для абразивных, пыльных сред?

Полиуретан (ПУ) и некоторые наполненные ПТФЭ марки обычно лучше всего подходят для сильно загрязненных поверхностей благодаря высокой износостойкости (ПУ) или низкому трению с наполнителями (наполненный ПТФЭ). Окончательный выбор зависит от совместимости с жидкостью и температуры.

4. Как определить правильную твердость (по Шору А) для скребка?

Выбор твердости зависит от степени загрязнения и качества обработки поверхности стержня. Более мягкие скребки (с более низким твердостью по Шору А) лучше адаптируются к эксцентриситету стержня и износу, но могут быстрее изнашиваться при сильном абразивном воздействии. Типичная твердость скребков составляет 60–90 по Шору А. Рекомендуется проведение испытаний прототипа в реальных условиях.

5. Существуют ли отраслевые стандарты для уплотнений скребков?

Хотя сами скребковые уплотнения могут не иметь единого универсального стандарта, компоненты и размеры уплотнений часто соответствуют стандартам ISO и отраслевым стандартам для канавок. Общие рекомендации по уплотнительным элементам см. в материалах по уплотнительным кольцам и терминологии, связанной с уплотнениями, например, в статье об уплотнительных кольцах и соответствующих ссылках ISO.(источник).

6. Как следует проверить новый материал для скреперов перед его установкой на весь парк техники?

Проведите стендовые испытания, имитирующие скорость хода поршня, проникновение загрязнений и термические циклы. Выполните испытания материалов на истирание, остаточную деформацию, прочность на растяжение и химическую стойкость. Полевые пилотные установки обеспечивают наиболее реалистичную проверку.

7. Может ли компания Polypac поставлять компаунды и прототипы, изготовленные по индивидуальному заказу?

Да. Компания Polypac разрабатывает на заказ наполненные марки ПТФЭ и эластомерные компаунды, а также может производить прототипы и масштабные партии продукции с полным контролем качества. Их производственные мощности и партнерские отношения в области исследований и разработок позволяют создавать индивидуальные решения для сложных условий эксплуатации.

Для получения дополнительной информации, каталогов продукции, а также для запроса коммерческого предложения и образцов скребковых уплотнений и полных комплектов уплотнений (уплотнительные кольца, уплотнения штока, уплотнения поршня, опорные кольца, пылезащитные кольца) свяжитесь с командой инженеров по продажам компании Polypac. Посетите наши страницы с продукцией или запросите консультацию, чтобы подобрать материал и геометрию скребка в соответствии с вашими задачами — получите экспертную поддержку и быстрое прототипирование для проверки производительности перед началом производства.

Обратитесь в компанию Polypac, чтобы ознакомиться с продукцией и запросить техническую поддержку: запросите образцы и технические характеристики или предоставьте чертежи для получения индивидуального коммерческого предложения.