Промышленное сбалансированное демпфирующее уплотнение: характеристики, материалы и руководство по выбору

Газовая пружина, которая тускнеет на стенде долговечности, редко имеет проблемы с газом. Масло попало в уплотнение штока. Несбалансированное демпфирующее уплотнение при каждом ходе сильнее давит на одну сторону стержня, чем на другую, и именно эта асимметрия, а не общий износ, и является тем, что продавливает пленку. Промышленное сбалансированное демпфирующее уплотнение создано для устранения этой асимметрии: оно равномерно распределяет радиальную контактную силу по окружности, поэтому масляная пленка остается постоянной на протяжении всего хода.

Что на самом деле балансирует промышленное сбалансированное демпфирующее уплотнение

Промышленное сбалансированное демпфирующее уплотнение представляет собой эластомерное кольцо кромочного типа, поперечное сечение которого равномерно распределяет радиальную контактную силу по всей окружности, поэтому шток поршня видит одинаковую толщину пленки в каждой точке своего перемещения.

Стандартное однокромочное Y-образное или L-образное уплотнение прижимает кромку к штоку с силой, которая возрастает вместе с давлением в системе. Этот подход сохраняется до тех пор, пока стержень остается идеально центрированным. Добавьте боковую нагрузку, слегка смещенную от оси демпферную трубку или стержень, который прогибается при сжатии, и кромка деформируется в точке наибольшей нагрузки. Контактное напряжение там может удвоиться, в то время как противоположная сторона кольца падает до нуля. Последствия складываются: локализованное тепло трения, выдавливание кромки в зазор и путь утечки, который открывается задолго до износа уплотнения.

Сбалансированная геометрия фиксирует путь нагрузки, а не материал. Симметричные профили кромок или кромок двойного действия сглаживают пик давления, что означает, что уплотнение выдерживает эксцентричную работу без указания более плотного и, следовательно, более горячего, чем действительно требуется для применения.

Это имеет значение для широкого спектра конечных продуктов. Газовые пружины и демпферы в автомобильных задних дверях, регулируемые мебельные стойки, петли для бытовой техники, рычаги медицинского оборудования и архитектурные демпферы — все они работают под некоторой степенью боковой нагрузки. JNS поставляет уплотнительные компоненты в эти промышленные приложения , а демпфирующее уплотнение обычно является той деталью, которая устанавливает интервал технического обслуживания.

Промышленное сбалансированное демпфирующее уплотнение для поршневых систем диаметром 13 мм A-3-001 Демпфирующее уплотнение из НБР размером 13*6*4,5 для промышленных газовых пружин и демпферов, обеспечивающее широкую контактную и боковую нагрузку. Посмотреть продукт →

Четыре характеристики, определяющие, подходит ли сбалансированное демпфирующее уплотнение

Четыре числа определяют, будет ли сбалансированное демпфирующее уплотнение работать в данном демпфере: диаметр штока, номинальная нагрузка, материал и тип движения.

Диаметр стержня определяет предварительный натяг кромки. Несоответствия номинального отверстия и реального штока на 0,1 мм достаточно, чтобы уплотнение перешло от едва касающегося к сильно сжатому состоянию. Номинальная нагрузка определяет, насколько сильно будет действовать радиальный зажим кромки и, в свою очередь, какую демпфирующую силу может создать узел, прежде чем уплотнение выйдет за пределы расчетной точки. Материал задает температуру и окно жидкости. Тип движения решает, нужен ли вообще динамический профиль губ.

Прочтите эти четыре вместе, а не по отдельности. Уплотнение с правильным отверстием и неправильным классом нагрузки будет идеально подходить, но все равно не сможет выдержать кривую демпфирования при первом термическом цикле.

Сбалансированные и стандартные манжетные уплотнения: в чем проявляется разница

Разница между сбалансированным демпфирующим уплотнением и стандартным манжетным уплотнением незаметна на новом узле. Оно появляется после десятков тысяч циклов работы под боковой нагрузкой, когда штатное уплотнение уже начало терять сцепление со штоком.

На центрированном, слегка нагруженном стержне обе конструкции ведут себя практически одинаково. Отодвиньте шток от оси или поднимите рабочее давление, и однокромочное уплотнение начнет терять контактное давление на ненагруженной стороне. Сбалансированный профиль держится с обеих сторон.

Номинальная нагрузка — это самый простой способ увидеть структуру каталога. JNS классифицирует свою линию уплотнений газовых пружин от 500 Н до 6000 Н, при этом большая часть плотности находится в диапазоне от 1000 Н до 3000 Н.

Это единственное предложение объясняет, почему так мало отказов амортизаторов связано с видимым разрушением уплотнения. Деталь выглядит исправной, когда она выходит. Утечка уже произошла.

Почему качество материала определяет срок службы уплотнения, а не его размер

ХНБР, NBR и ФПМ — все масла для демпфирования уплотнений при комнатной температуре. Они перестают быть эквивалентными в тот момент, когда температура, давление или химический состав жидкости отходят от окружающей среды.

NBR, или нитриловый каучук, является универсальным решением. Он работает с демпфирующими маслами на минеральной основе при стандартных рабочих температурах с минимальными затратами и является правильным выбором для продуктов, выпускаемых в больших объемах, которые никогда не подвергаются горячему моторному отсеку или циклу стерилизации.

HNBR, гидрированный нитриловый каучук, представляет собой ту же основную полимерную цепь с насыщенными двойными связями. Это единственное изменение повышает температурный потолок, улучшает сохранение прочности на растяжение после теплового старения и повышает устойчивость к озону и агрессивным добавкам. При демпфировании HNBR — это то, что вы указываете, когда уплотнение должно выдерживать как тепло, так и давление, не подвергаясь сжатию. Некоторые уплотнения Y-образного профиля JNS созданы специально на основе HNBR для работы в условиях высоких температур и коррозионной стойкости.

FPM, фторуглеродный каучук, широко известный под торговой маркой Viton, охватывает самый широкий температурный диапазон и самый длинный список совместимых жидкостей. Это также самый дорогой. FPM заслужил свое место во вращающихся уплотнениях и демпферах, подвергающихся воздействию агрессивных жидкостей, а во всем остальном его требования завышены.

Практическое правило: выбирайте материал, который выдержит худшие условия намокания, в которых когда-либо находился демпфер, а не средние условия, в которых он проведет большую часть своего срока службы.

Подбор сбалансированного демпфирующего уплотнения под размер настоящего демпфера

Начните с демпфирующей силы, которую должен создавать демпфер, действуйте в обратном направлении до номинальной нагрузки и только затем выбирайте размер отверстия. Если изменить этот порядок, получится уплотнение, которое подходит, но не демпфирует.

1. Измерьте микрометром реальный диаметр стержня, а не рисунок. Номинальный стержень диаметром 16 мм и длиной 15,92 мм изменяет преднатяг кромки более чем на величину полной нагрузки.
2. Рассчитайте пиковую силу демпфирования, исходя из геометрии демпфера и требуемого профиля движения.
3. Выберите наименьшую номинальную нагрузку, которая с запасом покрывает эту силу. Более высокие степени нагрузки зажимают сильнее, увеличивают трение и нагревают.
4. Проверьте ожидаемую боковую нагрузку или прогиб штока. Если стержень заметно отклоняется от оси, выберите сбалансированный профиль, а не более плотное стандартное уплотнение.
5. Проверьте материал на соответствие демпфирующей жидкости и максимальной температуре выдержки, а не установившейся температуре.

Когда работа под высоким давлением требует усиленного профиля

Газовые пружины и амортизаторы, работающие выше стандартного диапазона нагрузки, требуют усиленного поперечного сечения. Усиленная геометрия L-типа добавляет материал за кромку, поэтому он не может выдавливаться в зазор при пиковом давлении, что является типом отказа, которого стандартное манжетное уплотнение достигает в первую очередь при повышении давления.

Усиленное L-образное уплотнение высокого давления для подъема тяжелых грузов А-2-004 Уплотнение L-типа из NBR, рассчитанное на нагрузку 600–1800 Н, размер 24*10 с антиэкструзионными кромками для тяжелого подъемного и прессового оборудования с большой нагрузкой. Посмотреть продукт →

Демпферы малого диаметра сжимают ту же логику в гораздо более плотную оболочку. Миниатюрные прецизионные линейные демпферы в медицинских манипуляторах и крышках инструментов часто используют стержни диаметром менее 10 мм, где толщина кромки и концентричность имеют большее значение, чем номинальная нагрузка, и где доли миллиметра эксцентриситета составляют большой процент поперечного сечения уплотнения.

Миниатюрное прецизионное линейное демпфирующее уплотнение для стержней диаметром 9 мм A-3-002 Уплотнение из NBR размером 9*4*3,5 для компактных амортизаторов и небольших буферов, требующих точного линейного демпфирования с низким гистерезисом. Посмотреть продукт →

Ошибки при установке, которые губят сбалансированные демпфирующие уплотнения

Большинство сбалансированных демпфирующих уплотнений, вышедших из строя в полевых условиях, были повреждены еще до того, как демпфер заработал. Геометрия выдерживает миллионы циклов. Он не выдерживает острых кромок при сборке.

• Прокатывание кромки по резьбовому концу стержня или канавке под стопорное кольцо. Любой заусенец на стержне прорезает путь, по которому будет двигаться давление.
• Поворот кольца при установке. Изогнутая кромка проходит под углом к ​​стержню, что точно воссоздает асимметричную нагрузку, которую призвана снять сбалансированная конструкция.
• Пропуск смазки при сухой сборке. Эластомерные кромки, которые высыхают при первых нескольких ударах, могут повредить стержень и привести к его необратимому закреплению.
• Смешивание материалов через один демпфер. Уплотнение штока из HNBR в сочетании с грязесъемником из NBR стареет с разной скоростью и приводит к образованию зазора между ними.
• Растягивание уплотнения на штоке вместо использования подходящей установочной втулки. Необратимая деформация из-за чрезмерного растяжения проявляется в виде впадины на губе.

Проверка того, что нужная деталь действительно прибыла, — это отдельный шаг. Маркировка соединений, проверка твердости и проверка размеров входят в процесс получения, а поставщики, документирующие их, проводят диагностику на месте гораздо быстрее. JNS публикует свои собственные качественный процесс по этой причине.

Часто задаваемые вопросы

Что делает демпфирующее уплотнение «сбалансированным»?

Сбалансированный относится к геометрии губ. Сбалансированное демпфирующее уплотнение имеет симметричное поперечное сечение двойного действия, которое равномерно распределяет радиальную контактную силу по окружности, поэтому контактное давление не резко возрастает на нагруженной стороне эксцентрикового стержня. Стандартное однокромочное уплотнение концентрирует это усилие на одной стороне и теряет контакт с другой.

Можно ли заменить стандартное манжетное уплотнение на сбалансированное, не меняя корпус?

Обычно да, при условии, что размеры канавки и диаметр стержня совпадают. Внешний профиль часто совместим с одним и тем же корпусом, тогда как геометрия внутренней кромки выполняет свою работу по-разному. Перед заменой всегда сверяйте ширину и глубину канавки с чертежом уплотнения, поскольку сбалансированному профилю иногда требуется немного больше осевого пространства.

Какой материал выбрать для высокотемпературного демпфера?

HNBR является стандартным решением для комбинированного воздействия тепла, давления и масла при эксплуатации газовых пружин и демпферов. FPM – это ответ, когда диапазон температур шире или жидкость химически агрессивна, а стоимость имеет второстепенное значение. NBR по-прежнему подходит для амортизаторов с умеренными температурами, где стоимость единицы определяет решение.

Как узнать, достаточно ли велика боковая нагрузка и требуется сбалансированное уплотнение?

Измерьте прогиб стержня при наихудшей нагрузке или проверьте эксцентриситет между стержнем и отверстием трубы. Если шток заметно отклоняется от оси или геометрия демпфера создает постоянную боковую силу, укажите сбалансированный профиль. Если стержень остается в центре на протяжении всего хода, обычно подойдет стандартный профиль.