Уплотнение L-типа, усиленное высоким давлением: Техническое руководство для газовых пружинных демпферов

Газовая пружина, работающая при давлении 12 МПа и радиальном зазоре 1,5 мм, разрушит неармированное манжетное уплотнение из эластомера за считанные часы. Эта схема отказа знакома всем, кто занимается подбором уплотнений для газовых пружин и демпферов. Уплотнение L-образного типа, усиленное высоким давлением, было разработано специально для этих условий: оно сочетает в себе осевое действие L-образного профиля с жесткой опорной вставкой, которая останавливает поток материала в зазор.

JNS Sealing Technology поставляет это семейство уплотнений производителям газовых пружин и демпферов с усиленным профилем L-типа, разработанным для экстремальных условий эксплуатации. Срок службы газовой пружины часто зависит от способности уплотнения выдерживать высокое давление при миллионах ударов.

Что такое уплотнение L-типа, усиленное высоким давлением?

Уплотнение L-образного типа, усиленное высоким давлением, представляет собой уплотняющий компонент, находящийся под давлением, с L-образным поперечным сечением, обычно высотой от 8 до 10 мм, в котором жесткая усиливающая вставка поддерживает уплотнительную кромку, чтобы предотвратить выдавливание под высоким давлением.

L-профиль состоит из одной плоской контактной поверхности и одной гибкой кромки. При приложении перепада давления кромка прижимается к рабочей поверхности, создавая уплотняющую силу, которая возрастает с увеличением давления. Усиливающий элемент, металлический или высокопрочный композитный, поддерживает выступ сзади и противостоит градиенту давления, который в противном случае заставил бы эластомерный материал попасть в зазор соединения.

Это существенно меняет потолок производительности. Стандартный профиль L-типа без армирующих боров выше 6 МПа. Усиленная версия достигает давления от 10 до 15 МПа в рабочем цикле газовой пружины. JNS Sealing Technology относит свое усиленное уплотнение L-типа к категории продуктов высокого давления и предоставляет подробное описание руководство по сравнению материалов для выбора соединений NBR, HNBR и FPM.

Усиленное уплотнение L-образного типа для газовых пружин высокого давления Это усиленное уплотнение L-образного типа выдерживает удары давлением до 1800 Н, имеет антиэкструзионную конструкцию и утолщенные кромки для тяжелых условий эксплуатации. Правильный выбор эластомера имеет решающее значение для достижения номинальных характеристик в рабочих циклах газовых пружин. Посмотреть продукт →

Основные конструктивные особенности уплотнения L-типа, усиленного для высокого давления

Три переменные определяют номинальное давление и срок службы усиленного уплотнения L-типа: диаметр уплотнения, геометрия армирования и эластомерный состав. Если вы сделаете это неправильно, конструкция выйдет из строя до достижения номинальной нагрузки.

Геометрия армирования

Вставка расположена у основания выступа под углом от 20 до 30 градусов к оси поршня. Такое расположение под углом распределяет радиальную нагрузку вдоль основания кромки и предотвращает выворачивание кромки во время скачков давления. Металлические вставки обеспечивают высочайшую жесткость и подходят для тяжелых газовых пружин. Композитные вставки обеспечивают лучшую коррозионную стойкость, меньший вес и более тихую работу. Оба варианта доступны от JNS Sealing Technology.

Эластомерное соединение

Рабочая кромка имеет твердость по Шору А от 50 до 70, что обеспечивает низкое трение и удобство прилегания. Корпус за арматурой имеет твердость по Шору А от 85 до 95, что обеспечивает стабильность размеров. Эта структура с двойной твердостью является определяющим отличием усиленного уплотнения L-типа от цельного стандартного манжетного уплотнения.

Для эксплуатации газовых пружин и демпферов при высоких температурах наиболее распространенными соединениями являются HNBR и FPM. HNBR выдерживает компрессорные масла и высокие температуры до 150 градусов Цельсия, сохраняя при этом низкую остаточную деформацию при сжатии. FPM лучше выдерживает воздействие высокотемпературных химических веществ, но имеет меньшую устойчивость к некоторым гидравлическим жидкостям. JNS Sealing Technology проверяет каждое соединение с помощью своих процесс контроля качества .

Сравнение производительности: усиленный L-тип, Y-тип и уплотнительное кольцо

Выбор между этими тремя профилями зависит от давления, типа движения и доступного пространства. Усиленное уплотнение L-типа выигрывает в условиях возвратно-поступательного движения под высоким давлением, где ограничивающим фактором является сопротивление экструзии.

Газовые пружины отличаются от гидравлических цилиндров одним важным моментом: газ сжимаем. Это создает нелинейную кривую давления во время хода. Уплотнение, работающее в начале хода, может оказаться перегруженным в конце. Усиленное уплотнение L-типа выдерживает этот динамический диапазон, поскольку угол вставки и жесткость армирования поддерживают постоянную радиальную нагрузку при повышении давления.

Как правильно выбрать уплотнение для газовых пружин и демпферов

Отбор проходит в пять этапов. Пропуск любого шага приводит к преждевременному сбою или ненужным затратам.

1. Определите пиковое давление. Фиксируйте максимальное давление в течение всего цикла обслуживания, включая скачки давления, а не только номинальное рабочее значение. Подберите усилительную вставку так, чтобы она выдерживала пик, превышающий этот пик в 1,3 раза, без остаточной деформации.
2. Измерьте радиальный зазор. Зазор между корпусом и поршнем определяет зазор экструзии, который должно преодолеть уплотнение. Если изделие испытывает боковую нагрузку, измерьте зазор в нагруженном состоянии.
3. Выберите тип армирования. Металлические вставки для максимальной жесткости. Композитные вставки для защиты от коррозии и снижения веса.
4. Выберите соединение. Подберите эластомер в соответствии со средой, диапазоном температур и требуемой степенью сжатия. HNBR для работы с маслом до 150 градусов Цельсия. FPM для агрессивных химикатов при более высоких температурах.
5. Проверьте на испытательном стенде. Перед утверждением конструкции пропустите уплотнение в течение ожидаемого рабочего цикла и проверьте его на предмет выдавливания, износа или утечек.

Сбалансированное демпфирующее уплотнение для поршневых систем диаметром 13 мм Это уплотнение, разработанное для поршневых систем с внешним диаметром 13 мм, имеет высоту 4,5 мм для более широкого контакта, обеспечивая постоянную демпфирующую силу и предотвращая микроутечки. Повышенная способность выдерживать боковые нагрузки устраняет проблемы с зазорами, вызванные боковой нагрузкой. Посмотреть продукт →

Распространенные виды отказов и профилактические меры

Четыре вида отказа определяют большинство замен усиленного уплотнения L-типа при эксплуатации газовых пружин. Раннее выявление основной причины предотвращает каскадное повреждение стержня, корпуса и окружающих компонентов.

• Экструзия. Материал продавливается в зазор под давлением. Профилактика: выберите арматуру, рассчитанную на зазор и давление, и увеличьте допуск корпуса.
• Износ губ. Причиной является высокое трение, боковая нагрузка или загрязнение частицами. Профилактика: используйте нижнюю кромку по Шору А и установите дворники штока, чтобы поддерживать поверхность стойки в чистоте.
• Инверсия губ. Губа откидывается назад под действием трения или скачка давления. Профилактика: выберите усиливающую вставку с правильным углом и поддерживайте низкий коэффициент трения за счет надлежащей обработки поверхности и смазки.
• Компрессионный набор. Потеря эластического восстановления после длительного температурного воздействия. Профилактика: выбирайте компаунды HNBR или FPM со степенью сжатия ниже 25 процентов при 150 градусах Цельсия.

Практичный график проверок продлевает срок службы. Проверьте кромку уплотнения на предмет затвердевания в каждой четверти, измерьте зазор канавки с помощью щупа и проверьте наличие внешних утечек. В высокочастотных газовых пружинах каждые шесть месяцев проверяйте усиливающую вставку на наличие усталостных трещин по радиусу изгиба.

Рекомендации по установке и подготовке поверхности

Самая лучшая конструкция уплотнения выходит из строя при плохой установке. Обработка поверхности, заходные фаски и смазка определяют, выдержит ли уплотнение свой первый цикл.

Поверхность прилавка должна иметь чистоту Ra от 0,4 до 0,8 микрометра. Дефекты поверхности с Ra более 0,8 микрометра действуют как следы шлифовки, которые истирают кромку во время возвратно-поступательного движения. Если поверхность столешницы покрыта металлом или закалена, убедитесь, что на покрытии нет микротрещин. Усиливающая вставка не должна напрямую контактировать с сопрягаемой поверхностью, так как это приводит к преждевременному износу и образованию задиров.

Перед установкой смажьте уплотнение системной жидкостью и сделайте заходную фаску не менее 15 градусов на кромках поршня и корпуса. Острые края могут порезать кромку во время установки и вызвать немедленную утечку. Правильно подготовленная поверхность в сочетании с правильной смазкой обычно увеличивает срок службы уплотнения при эксплуатации газовой пружины на 30–40 процентов.

Компания JNS Sealing Technology предлагает усиленные L-образные модели различных размеров. обзор завода подробно описывает производственные и инспекционные мощности, доступные для нестандартных размеров.

Часто задаваемые вопросы

Каково максимальное давление для усиленного уплотнения L-образного типа?

Усиленное уплотнение L-образного типа выдерживает пиковое давление от 10 до 15 МПа при эксплуатации газовой пружины, в зависимости от радиального зазора, геометрии армирования и выбора компаунда. Стандартные неармированные уплотнения L-типа выдерживают максимальное давление от 6 до 8 МПа.

Чем усиленное уплотнение типа L отличается от стандартного уплотнения типа L?

Усиливающая вставка является определяющим отличием. В стандартном уплотнении L-типа используется только эластомерный материал, который продавливается в зазор под высоким давлением. Усиленная версия имеет металлическую или композитную вставку, которая поддерживает кромку, предотвращая выдавливание и обеспечивая работу при давлении от 10 до 15 МПа.

Когда следует выбирать уплотнение Y-образного типа вместо усиленного уплотнения L-образного типа?

Выбирайте уплотнение Y-образного типа, если пространство для установки ограничено и давление остается ниже 10 МПа. Профиль Y-типа обеспечивает более высокую радиальную нагрузку в компактном осевом пространстве, а усиленный L-тип лучше подходит для более крупных газовых пружин, требующих длительного срока службы при экстремальном давлении.

Какие материалы лучше всего подходят для высокотемпературных газовых пружин?

Рекомендуемыми материалами являются HNBR и FPM. HNBR хорошо работает при температуре до 150 градусов Цельсия в компрессорных маслах с низкой остаточной деформацией при сжатии. FPM выдерживает более высокие температуры, но имеет меньшую устойчивость к некоторым гидравлическим средам. Подберите состав для конкретной жидкости и температурного профиля.