Материалы для верхнего скребкового уплотнения, сравниваемые с другими: полиуретан (ПУ), нитрилбутадиеновый каучук (НБР), политетрафторэтилен (ПТФЭ), резина.

Скребковые уплотнения (также известные как пылезащитные кольца) являются важнейшими компонентами гидравлических и пневматических систем, предотвращающими попадание загрязнений в цилиндры и защищающими внутренние уплотнения и подшипники. Для удобства индексации и соответствия местным и глобальным требованиям в данной статье рассматриваются варианты материалов — полиуретан (ПУ), нитрилбутадиеновый каучук (НБР), политетрафторэтилен (ПТФЭ) и эластомерные каучуки — с указанием преимуществ каждого из них в зависимости от типа применения (строительная техника, мобильная гидравлика, промышленные прессы) и факторов окружающей среды (абразивная пыль, воздействие химических веществ, экстремальные температуры). При проверке совместимости для конкретной установки следует ссылаться на авторитетные источники, такие как справочники по гидравлическим уплотнениям и технические характеристики материалов.Гидравлическое уплотнение — Википедия).

Принцип работы скребковых уплотнений и основные критерии эффективности.

Функциональность и типовая установка

Скребковые уплотнения (кольца-щетки или пылезащитные щетки) располагаются снаружи штока или поршня и удаляют грязь, песок и влагу по мере втягивания штока в цилиндр, защищая динамическую уплотнительную кромку внутри. Типичные компоненты в пакете уплотнений включают основное динамическое уплотнение (уплотнение штока или поршня), опорное кольцо и скребок/щетку на самой внешней стороне. Их геометрия, конструкция кромки и материал определяют контактное давление, защиту от частиц и износостойкость. Для получения общей информации см. обзор гидравлических уплотнений.Википедия).

Ключевые критерии отбора

При выборе скребковых уплотнений инженеры отдают приоритет следующим факторам: износостойкость, низкое трение во избежание задиров штока, химическая совместимость со смазочными материалами и чистящими средствами, температурный диапазон, твердость (по Шору А) и прочность при монтаже. Надежность в полевых условиях также зависит от правильной конструкции канавок и надлежащей посадки с натягом. К распространенным видам отказов относятся износ кромок, разрыв от острых частиц, набухание под воздействием несовместимых жидкостей и потеря эластичности в холодную погоду.

Стандарты и тестирование

Рабочие характеристики материалов и уплотнений часто проверяются в соответствии с отраслевыми стандартами и ускоренными испытаниями на износ. Для сравнения поведения компаундов используются соответствующие стандарты и справочники (например, технические руководства производителей уплотнений и методы испытаний ISO). Общие сведения о свойствах материалов см. на страницах справочника по полимерам, например, по ПТФЭ.ПТФЭ — Википедия), полиуретан (Полиуретан — Википедия), и нитриловая резина (Нитриловая резина — Википедия).

Сравниваемые материалы: полиуретан (ПУ), нитрилбутадиеновый каучук (НБР), политетрафторэтилен (ПТФЭ) и эластомерная резина.

Обзор каждого материала

Полиуретан (ПУ): Известен своей исключительной износостойкостью и несущей способностью; широко используется в качестве уплотнений для скреперов на тяжелой технике и в гидравлических системах мобильной техники с высоким износом. См. обзор материала (Полиуретан — Википедия).

Нитриловая резина (НБР): универсальный эластомер с хорошей маслостойкостью и умеренной износостойкостью; широко используется для уплотнительных колец и скребков в гидравлических системах общего назначения. См. (Нитриловая резина — Википедия).

ПТФЭ (политетрафторэтилен): обладает выдающейся химической и термостойкостью, очень низким коэффициентом трения, отлично подходит для загрязненных или химически агрессивных сред. В состав стеклоочистителей на основе ПТФЭ часто входят наполнители для повышения износостойкости (бронза, углерод, стекло). См. (ПТФЭ — Википедия).

К основным «резиновым» эластомерам относятся натуральный каучук, EPDM, FKM (Viton), силикон и др. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки: EPDM – устойчивость к атмосферным воздействиям и пару, FKM – высокая термостойкость и химическое воздействие, натуральный каучук – эластичность, но худшая маслостойкость. Свойства эластомеров можно узнать в технических паспортах производителей и справочниках по полимерам.

Сводная таблица показателей эффективности

Примечания: Диапазоны температур и твердости являются приблизительными; для получения точных предельных значений всегда обращайтесь к техническим характеристикам конкретного состава и техническим паспортам поставщика. Общие справочные данные по материалам:ПТФЭ,Полиуретан,NBR.

Как наполнители влияют на характеристики ПТФЭ

ПТФЭ по своей природе обладает низким коэффициентом трения, но может быть подвержен износу в скользящих скребках. Наполнители, такие как бронза, углерод, графит, MoS2 или стекло, значительно улучшают износостойкость и несущую способность. Историческая эволюция наполненного ПТФЭ в уплотнениях началась с ПТФЭ, наполненного бронзой, для поверхностей, подверженных износу; компания Polypac первоначально специализировалась на наполненных компаундах ПТФЭ (бронза, углерод, графит, MoS2, стекло) для достижения баланса между низким трением и долговечностью.

Выбор материалов с учетом специфики применения и компромиссы между различными вариантами.

Когда следует выбирать ПУ (полиуретан)

При работе с сильным абразивным загрязнением, частыми циклами работы и высокими механическими нагрузками (например, при работе с экскаваторными штангами, лесозаготовительной техникой) следует выбирать полиуретановые скребковые уплотнения. Высокая износостойкость и длительный срок службы полиуретана минимизируют простои, вызванные износом кромок и попаданием частиц. Типичные недостатки включают снижение эффективности при работе с некоторыми растворителями и воздействием озона; следует выбирать соответствующий класс полиуретана, подходящий для смазочного материала и условий эксплуатации.

Когда NBR уместен

NBR — это экономичный универсальный материал для систем, использующих гидравлические жидкости на нефтяной основе. Используйте салфетки из NBR при легком и умеренном загрязнении и в тех случаях, когда рабочие температуры остаются в пределах допустимого диапазона. Составы NBR экономичны и широко доступны с различной твердостью по Шору.

При выборе материала из ПТФЭ следует учитывать химические свойства или температурные параметры.

Скребковые уплотнения на основе ПТФЭ превосходно работают в химически агрессивных средах (очистка растворителями, агрессивные жидкости) и в высокотемпературных цилиндрах. Использование наполненного ПТФЭ в условиях абразивного трения или скольжения позволяет повысить износостойкость при сохранении низкого трения. К ограничениям относятся более высокая стоимость и необходимость соответствующей конструкции канавок для предотвращения экструзии при низкой температуре в условиях высокого давления.

Выбор эластомерных каучуков (EPDM, FKM и др.)

Для защиты от воздействия погодных условий, пара или особых требований к химической совместимости выбирайте специальные эластомеры: EPDM для защиты от воды, пара и озона; FKM для защиты от высоких температур и топлива/масла. Их износостойкость варьируется; в условиях сильного абразивного воздействия используйте более прочный материал кромки (ПУ или наполненный ПТФЭ) или композитный скребок.

Рекомендации по проектированию, тестированию и техническому обслуживанию

Проектирование и установка канавок

Правильная геометрия канавки и надлежащая посадка с натягом определяют эффективность работы уплотнителя. Избегайте чрезмерного натяга кромки, который увеличивает трение и износ; недостаточный натяг приводит к утечке жидкости или попаданию частиц. Для динамических штоков поддерживайте округлость и чистоту поверхности в пределах рекомендуемых значений Ra (обратитесь к рекомендациям поставщика уплотнений).

Испытание и проверка материалов

Проведите прототипирование и полевые испытания материалов-кандидатов в условиях типичного загрязнения, температуры и смазки. Следует выполнить ускоренные испытания на износ и проверки химической совместимости (набухание, изменение твердости). По возможности используйте стандартизированные методы испытаний и обратитесь к руководствам по эксплуатации уплотнений для получения информации о процедурах испытаний.Обзор гидравлических уплотнений).

Интервалы технического обслуживания и замены

Установите график проверок в зависимости от условий эксплуатации: ежедневные визуальные проверки в условиях сильной запыленности, ежеквартальные проверки при умеренном загрязнении и плановая замена при обнаружении износа. Держите запасные комплекты щеток для быстрой замены в полевых условиях; многие неисправности выявляются на ранней стадии благодаря мониторингу задиров штока или загрязнения смазки.

Polypac: возможности, ассортимент продукции и почему стоит выбрать специализированного производителя.

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 ПТФЭ уплотнений, включая ПТФЭ с бронзовым наполнителем, ПТФЭ с углеродным наполнителем, ПТФЭ с графитом, ПТФЭ с наполнителем MoS₂ и ПТФЭ со стекловолокном. Сегодня мы расширили ассортимент продукции, включив в него уплотнительные кольца из различных материалов, таких как NBR, FKM, силикон, EPDM и FFKM. Основные линейки продукции Polypac включают в себя уплотнительные кольца, штоковые уплотнения, поршневые уплотнения, торцевые пружинные уплотнения, скребковые уплотнения, вращающиеся уплотнения, опорные кольца и пылезащитные кольца.

Почему стоит выбрать Polypac: большие производственные мощности, глубокие знания в области технологии наполненных ПТФЭ (что крайне важно для скребков с низким коэффициентом трения и высокой износостойкостью), а также широкий ассортимент материалов, позволяющий создавать индивидуальные решения для абразивных, высокотемпературных или химически агрессивных сред. Долгосрочное партнерство с научно-исследовательскими учреждениями обеспечивает непрерывную разработку компаундов и контроль качества.

Краткий контрольный список для выбора и заключительные рекомендации.

Контрольный список

• Определите основную угрозу: истирание, химические процессы, перепады температуры или воздействие погодных условий.
• Определите тип смазочного материала и процессы очистки (растворители, моющие средства).
• Выберите базовый материал: полиуретан (ПУ) для защиты от истирания, нитрид каучука (НБР) для работы с обычными маслами, ПТФЭ (с наполнителем) для работы с химическими веществами/высокими температурами, специальный эластомер для работы в атмосферных условиях/под воздействием пара/топлива.
• Для решения задач, требующих применения различных материалов, следует рассмотреть композитные или многокомпонентные стеклоочистители (например, с эластомерным корпусом и кромкой из ПТФЭ или ТПУ).
• Изготовление прототипа и полевые испытания; проверка качества обработки поверхности штока и допусков на канавки.

Окончательная рекомендация

Не существует единого наилучшего материала для скребковых уплотнений — выбор требует компромисса. Для условий сильного абразивного износа и мобильной гидравлики отдавайте приоритет полиуретану; для общего гидравлического обслуживания с низкими затратами прагматичным вариантом является нитрилбутадиеновый каучук (NBR); для экстремальных температур или агрессивных химических веществ выбирайте ПТФЭ (предпочтительно с наполнителем); для специализированных условий эксплуатации указывайте соответствующий эластомер (EPDM, FKM). На раннем этапе проектирования привлеките технического поставщика уплотнений, такого как Polypac, чтобы подобрать состав, геометрию и провести испытания в соответствии с условиями эксплуатации.

Часто задаваемые вопросы

1. Какой материал следует выбрать для уплотнений скреперов, используемых на экскаваторах, работающих в песчаных условиях?

Полиуретан (ПУ) обычно является лучшим выбором благодаря своей превосходной износостойкости и устойчивости к разрыву. Рассмотрите высокопрочный материал с соответствующей твердостью (например, по Шору А 80–95) и убедитесь в его совместимости с вашей гидравлической жидкостью.

2. Подходят ли щетки из ПТФЭ для высокоскоростных шатунов?

Чистый ПТФЭ обладает очень низким коэффициентом трения, что выгодно для высокоскоростных штоков, однако чистый ПТФЭ может проявлять признаки холодной текучести и умеренного износа. Наполненный ПТФЭ (бронза, углерод, MoS₂) часто используется для сочетания низкого трения с улучшенной износостойкостью. Оцените конструкцию динамического уплотнительного пакета и канавок для предотвращения выдавливания.

3. Можно ли использовать стеклоочистители из NBR с гидравлическими жидкостями на основе фосфатных эфиров?

NBR обычно плохо совместим с фосфатными эфирами и некоторыми синтетическими жидкостями; для использования с фосфатными эфирами следует рассмотреть FKM (Viton) или специально разработанные фторэластомеры. Всегда проверяйте совместимость соединения с конкретной жидкостью.

4. Как часто следует осматривать или заменять уплотнения скребков?

Частота проверок зависит от условий эксплуатации. В условиях сильного загрязнения проводить проверку ежедневно; в условиях умеренного загрязнения — ежеквартально. Заменять баллон следует при появлении следов износа кромок, царапин на штоке или при обнаружении загрязнений внутри баллона.

5. Можно ли смешивать материалы в одном скребке?

Да. Композитные скребки (например, с эластомерным корпусом и очистной кромкой из ПТФЭ или полиуретана) часто используются для обеспечения баланса между гибкостью уплотнения и износостойкостью. Композитные конструкции часто увеличивают срок службы в условиях смешанной окружающей среды.

6. Как проверить заявления поставщика о содержании материалов?

Запросите технические характеристики, результаты ускоренных испытаний на износ, сертификаты на материалы (например, отслеживаемость сырья) и рекомендации по аналогичным областям применения. Надежные поставщики предоставят данные испытаний и окажут поддержку в выборе материала и проектировании канавок.

Если вам нужна помощь в выборе подходящего материала для скребкового уплотнения, протокола испытаний или индивидуального проекта: обратитесь в Polypac за технической консультацией, разработкой прототипов и образцами продукции. Ознакомьтесь с ассортиментом продукции или запросите ценовое предложение: свяжитесь с нашей командой продаж и инженеров, чтобы обсудить уплотнительные кольца, штоковые уплотнения, поршневые уплотнения, торцевые пружинные уплотнения, скребковые уплотнения, вращающиеся уплотнения, опорные кольца и пылезащитные кольца.

Ссылки и дополнительная литература: ПТФЭ (Википедия), Полиуретан (Википедия), нитриловая резина (ВикипедияОбзор гидравлических уплотнений (Википедия).