Правильная работа уплотнительной системы
Эффективность действия уплотнений в современных гидравлических системах напрямую связана с эффективностью работы всей уплотнительной системы в целом: различные виды уплотнений, смазка и гидравлическая жидкость должны работать в тандеме.
Требования к производительности различных уплотнительных систем для возвратно-поступательных движений постоянно возрастают, а трение, износ и время службы являются ключевыми критериями производительности.
Управление смазкой включает в себя регулирование уровня смазки всех отдельных уплотнительных элементов в системе уплотнений таким образом, чтобы можно было снизить нагрузку на каждый элемент и оптимизировать производительность с точки зрения трения, износа и срока службы.
При проектировании системы уплотнения все ее компоненты должны функционировать слаженно. Жидкость под давлением является сложным элементом системы, но также поддерживает ее работу. Давление является нагрузкой, в то время как жидкость в зоне контакта между уплотнением и ответной поверхностью является вспомогательным элементом в снижении трения и износа за счёт смазки.
Наилучшим решением для ответственных систем герметизации с гидравлическим приводом является первичное и вторичное уплотнение. Первичное уплотнение выполняет работу по герметизации как можно дольше, а вторичное уплотнение является резервным, когда возникнет такая необходимость.
Важным нюансом для этого вторичного уплотнительного элемента является длительный срок службы в условиях сухого хода. Чем эффективнее первичное уплотнение гидравлической системы, тем суше условия эксплуатации вторичного уплотнения. Недостаток смазки может привести к проблемам с износом вторичного уплотнения, которые возникают в случае включения в работу резервного уплотнительного элемента.
Требования к производительности различных уплотнительных систем для возвратно-поступательных движений постоянно возрастают, а трение, износ и время службы являются ключевыми критериями производительности.
Управление смазкой включает в себя регулирование уровня смазки всех отдельных уплотнительных элементов в системе уплотнений таким образом, чтобы можно было снизить нагрузку на каждый элемент и оптимизировать производительность с точки зрения трения, износа и срока службы.
При проектировании системы уплотнения все ее компоненты должны функционировать слаженно. Жидкость под давлением является сложным элементом системы, но также поддерживает ее работу. Давление является нагрузкой, в то время как жидкость в зоне контакта между уплотнением и ответной поверхностью является вспомогательным элементом в снижении трения и износа за счёт смазки.
Наилучшим решением для ответственных систем герметизации с гидравлическим приводом является первичное и вторичное уплотнение. Первичное уплотнение выполняет работу по герметизации как можно дольше, а вторичное уплотнение является резервным, когда возникнет такая необходимость.
Важным нюансом для этого вторичного уплотнительного элемента является длительный срок службы в условиях сухого хода. Чем эффективнее первичное уплотнение гидравлической системы, тем суше условия эксплуатации вторичного уплотнения. Недостаток смазки может привести к проблемам с износом вторичного уплотнения, которые возникают в случае включения в работу резервного уплотнительного элемента.
Эффективность действия уплотнений в современных гидравлических системах напрямую связана с эффективностью работы всей уплотнительной системы в целом: различные виды уплотнений, смазка и гидравлическая жидкость должны работать в тандеме.
Требования к производительности различных уплотнительных систем для возвратно-поступательных движений постоянно возрастают, а трение, износ и время службы являются ключевыми критериями производительности.
Управление смазкой включает в себя регулирование уровня смазки всех отдельных уплотнительных элементов в системе уплотнений таким образом, чтобы можно было снизить нагрузку на каждый элемент и оптимизировать производительность с точки зрения трения, износа и срока службы.
При проектировании системы уплотнения все ее компоненты должны функционировать слаженно. Жидкость под давлением является сложным элементом системы, но также поддерживает ее работу. Давление является нагрузкой, в то время как жидкость в зоне контакта между уплотнением и ответной поверхностью является вспомогательным элементом в снижении трения и износа за счёт смазки.
Наилучшим решением для ответственных систем герметизации с гидравлическим приводом является первичное и вторичное уплотнение. Первичное уплотнение выполняет работу по герметизации как можно дольше, а вторичное уплотнение является резервным, когда возникнет такая необходимость.
Важным нюансом для этого вторичного уплотнительного элемента является длительный срок службы в условиях сухого хода. Чем эффективнее первичное уплотнение гидравлической системы, тем суше условия эксплуатации вторичного уплотнения. Недостаток смазки может привести к проблемам с износом вторичного уплотнения, которые возникают в случае включения в работу резервного уплотнительного элемента.
Требования к производительности различных уплотнительных систем для возвратно-поступательных движений постоянно возрастают, а трение, износ и время службы являются ключевыми критериями производительности.
Управление смазкой включает в себя регулирование уровня смазки всех отдельных уплотнительных элементов в системе уплотнений таким образом, чтобы можно было снизить нагрузку на каждый элемент и оптимизировать производительность с точки зрения трения, износа и срока службы.
При проектировании системы уплотнения все ее компоненты должны функционировать слаженно. Жидкость под давлением является сложным элементом системы, но также поддерживает ее работу. Давление является нагрузкой, в то время как жидкость в зоне контакта между уплотнением и ответной поверхностью является вспомогательным элементом в снижении трения и износа за счёт смазки.
Наилучшим решением для ответственных систем герметизации с гидравлическим приводом является первичное и вторичное уплотнение. Первичное уплотнение выполняет работу по герметизации как можно дольше, а вторичное уплотнение является резервным, когда возникнет такая необходимость.
Важным нюансом для этого вторичного уплотнительного элемента является длительный срок службы в условиях сухого хода. Чем эффективнее первичное уплотнение гидравлической системы, тем суше условия эксплуатации вторичного уплотнения. Недостаток смазки может привести к проблемам с износом вторичного уплотнения, которые возникают в случае включения в работу резервного уплотнительного элемента.
Дилемма производительности
Эта дилемма с точки зрения оптимизации производительности первичного и вторичного уплотнений подводит нас к новому понятию «Управление смазкой», где риск утечки смазки уравновешивается обеспечением работоспособности первичного уплотнения и увеличением срока службы вторичного уплотнения.
Это достигается за счёт создания более вязкой масляной пленки и увеличения ее толщины под первым уплотнительным элементом, нагруженным наибольшим давлением, для уменьшения нагрузки на это уплотнение. Затем контролируется объём плёнки жидкости, проходящей через первичное уплотнение, обычно с помощью встроенного обратного клапана в первичном уплотнении, в зоне контакта вторичного уплотнения с ответной поверхностью.
Дилемма производительности
Эта дилемма с точки зрения оптимизации производительности первичного и вторичного уплотнений подводит нас к новому понятию «Управление смазкой», где риск утечки смазки уравновешивается обеспечением работоспособности первичного уплотнения и увеличением срока службы вторичного уплотнения.
Это достигается за счёт создания более вязкой масляной пленки и увеличения ее толщины под первым уплотнительным элементом, нагруженным наибольшим давлением, для уменьшения нагрузки на это уплотнение. Затем контролируется объём плёнки жидкости, проходящей через первичное уплотнение, обычно с помощью встроенного обратного клапана в первичном уплотнении, в зоне контакта вторичного уплотнения с ответной поверхностью.
Шероховатость является важным показателем для оптимальной работы уплотнительной системы
Принципы управления смазкой были протестированы для определения оптимального метода контроля ее уровня с точки зрения ингибиторов износа и типа смазки.
Например, уменьшение помех при испытании с использованием полиуретанового буферного уплотнения, уровень сжатия был снижен почти на 50% просто благодаря добавлению ингибитора износа и дополнительной смазки. В целом были достигнуты коэффициенты снижения трения примерно на 50%, а с учётом всей системы уплотнения снижение может достигать даже 70%.
Учитывая, что управление смазкой оказывает существенное влияние на трение и износ, дополнительная ценность для заказчика заключается в повышении износостойкости и производительности вторичного уплотнения. Данный принцип работы уплотнительной системы отвечает многим тенденциям, в настоящее время, в мире гидравлики.
Эти тенденции включают уменьшение габаритов и веса гидравлических систем, что приводит к повышению давления и увеличению скоростей применительно к гидравлике. Это означает, что полиуретановые уплотнения должны отличаться особой прочностью. Система уплотнения же может быть улучшена за счёт внедрения принципа управления смазкой в работу уплотнительной системы.
Кроме того, необходимо учитывать такой фактор, непосредственно влияющий на работу уплотнений, как покрытие на ответной поверхности в гидравлических системах. Вопрос покрытия ответной поверхности зачастую решается какого-либо учёта системы уплотнения, что может стать определенным ограничением с точки зрения срока службы уплотнений в рамках конкретного применения.
Напыляемые покрытия, выполненные с помощью высокоскоростного газопламенного напыления (HVOF), сильно отличаются от стандартных, выполненных с помощью гальванических процессов (таких как твёрдое хромирование). Большая разница в производительности уплотнения с учётом срока службы связана с совершенно разной топографией поверхности, получаемой при различных технологиях нанесения покрытий.
Характеристики шероховатости, такие как внутренние микроотверстия в рабочей поверхности, являются общей проблемой для систем уплотнения, поскольку края отверстий в зоне контакта могут действовать как кромка ножа, разрезая уплотнение при прохождении отверстий, вызывая абразивный износ уплотнений и их быстрое изнашивание.
Затраты, связанные с модификацией покрытий или последующей обработкой для предотвращения износа, могут сыграть значительную роль в конкурентоспособности на рынке. Внедрение технологии управления смазкой в систему уплотнения может предоставить больше свободы при обсуждении пределов производительности уплотнения в зависимости от характеристик шероховатости, потенциально снижая общую стоимость гидравлических систем.
Например, уменьшение помех при испытании с использованием полиуретанового буферного уплотнения, уровень сжатия был снижен почти на 50% просто благодаря добавлению ингибитора износа и дополнительной смазки. В целом были достигнуты коэффициенты снижения трения примерно на 50%, а с учётом всей системы уплотнения снижение может достигать даже 70%.
Учитывая, что управление смазкой оказывает существенное влияние на трение и износ, дополнительная ценность для заказчика заключается в повышении износостойкости и производительности вторичного уплотнения. Данный принцип работы уплотнительной системы отвечает многим тенденциям, в настоящее время, в мире гидравлики.
Эти тенденции включают уменьшение габаритов и веса гидравлических систем, что приводит к повышению давления и увеличению скоростей применительно к гидравлике. Это означает, что полиуретановые уплотнения должны отличаться особой прочностью. Система уплотнения же может быть улучшена за счёт внедрения принципа управления смазкой в работу уплотнительной системы.
Кроме того, необходимо учитывать такой фактор, непосредственно влияющий на работу уплотнений, как покрытие на ответной поверхности в гидравлических системах. Вопрос покрытия ответной поверхности зачастую решается какого-либо учёта системы уплотнения, что может стать определенным ограничением с точки зрения срока службы уплотнений в рамках конкретного применения.
Напыляемые покрытия, выполненные с помощью высокоскоростного газопламенного напыления (HVOF), сильно отличаются от стандартных, выполненных с помощью гальванических процессов (таких как твёрдое хромирование). Большая разница в производительности уплотнения с учётом срока службы связана с совершенно разной топографией поверхности, получаемой при различных технологиях нанесения покрытий.
Характеристики шероховатости, такие как внутренние микроотверстия в рабочей поверхности, являются общей проблемой для систем уплотнения, поскольку края отверстий в зоне контакта могут действовать как кромка ножа, разрезая уплотнение при прохождении отверстий, вызывая абразивный износ уплотнений и их быстрое изнашивание.
Затраты, связанные с модификацией покрытий или последующей обработкой для предотвращения износа, могут сыграть значительную роль в конкурентоспособности на рынке. Внедрение технологии управления смазкой в систему уплотнения может предоставить больше свободы при обсуждении пределов производительности уплотнения в зависимости от характеристик шероховатости, потенциально снижая общую стоимость гидравлических систем.
Принципы управления смазкой были протестированы для определения оптимального метода контроля ее уровня с точки зрения ингибиторов износа и типа смазки.
Например, уменьшение помех при испытании с использованием полиуретанового буферного уплотнения, уровень сжатия был снижен почти на 50% просто благодаря добавлению ингибитора износа и дополнительной смазки. В целом были достигнуты коэффициенты снижения трения примерно на 50%, а с учётом всей системы уплотнения снижение может достигать даже 70%.
Учитывая, что управление смазкой оказывает существенное влияние на трение и износ, дополнительная ценность для заказчика заключается в повышении износостойкости и производительности вторичного уплотнения. Данный принцип работы уплотнительной системы отвечает многим тенденциям, в настоящее время, в мире гидравлики.
Эти тенденции включают уменьшение габаритов и веса гидравлических систем, что приводит к повышению давления и увеличению скоростей применительно к гидравлике. Это означает, что полиуретановые уплотнения должны отличаться особой прочностью. Система уплотнения же может быть улучшена за счёт внедрения принципа управления смазкой в работу уплотнительной системы.
Кроме того, необходимо учитывать такой фактор, непосредственно влияющий на работу уплотнений, как покрытие на ответной поверхности в гидравлических системах. Вопрос покрытия ответной поверхности зачастую решается какого-либо учёта системы уплотнения, что может стать определенным ограничением с точки зрения срока службы уплотнений в рамках конкретного применения.
Напыляемые покрытия, выполненные с помощью высокоскоростного газопламенного напыления (HVOF), сильно отличаются от стандартных, выполненных с помощью гальванических процессов (таких как твёрдое хромирование). Большая разница в производительности уплотнения с учётом срока службы связана с совершенно разной топографией поверхности, получаемой при различных технологиях нанесения покрытий.
Характеристики шероховатости, такие как внутренние микроотверстия в рабочей поверхности, являются общей проблемой для систем уплотнения, поскольку края отверстий в зоне контакта могут действовать как кромка ножа, разрезая уплотнение при прохождении отверстий, вызывая абразивный износ уплотнений и их быстрое изнашивание.
Затраты, связанные с модификацией покрытий или последующей обработкой для предотвращения износа, могут сыграть значительную роль в конкурентоспособности на рынке. Внедрение технологии управления смазкой в систему уплотнения может предоставить больше свободы при обсуждении пределов производительности уплотнения в зависимости от характеристик шероховатости, потенциально снижая общую стоимость гидравлических систем.
Например, уменьшение помех при испытании с использованием полиуретанового буферного уплотнения, уровень сжатия был снижен почти на 50% просто благодаря добавлению ингибитора износа и дополнительной смазки. В целом были достигнуты коэффициенты снижения трения примерно на 50%, а с учётом всей системы уплотнения снижение может достигать даже 70%.
Учитывая, что управление смазкой оказывает существенное влияние на трение и износ, дополнительная ценность для заказчика заключается в повышении износостойкости и производительности вторичного уплотнения. Данный принцип работы уплотнительной системы отвечает многим тенденциям, в настоящее время, в мире гидравлики.
Эти тенденции включают уменьшение габаритов и веса гидравлических систем, что приводит к повышению давления и увеличению скоростей применительно к гидравлике. Это означает, что полиуретановые уплотнения должны отличаться особой прочностью. Система уплотнения же может быть улучшена за счёт внедрения принципа управления смазкой в работу уплотнительной системы.
Кроме того, необходимо учитывать такой фактор, непосредственно влияющий на работу уплотнений, как покрытие на ответной поверхности в гидравлических системах. Вопрос покрытия ответной поверхности зачастую решается какого-либо учёта системы уплотнения, что может стать определенным ограничением с точки зрения срока службы уплотнений в рамках конкретного применения.
Напыляемые покрытия, выполненные с помощью высокоскоростного газопламенного напыления (HVOF), сильно отличаются от стандартных, выполненных с помощью гальванических процессов (таких как твёрдое хромирование). Большая разница в производительности уплотнения с учётом срока службы связана с совершенно разной топографией поверхности, получаемой при различных технологиях нанесения покрытий.
Характеристики шероховатости, такие как внутренние микроотверстия в рабочей поверхности, являются общей проблемой для систем уплотнения, поскольку края отверстий в зоне контакта могут действовать как кромка ножа, разрезая уплотнение при прохождении отверстий, вызывая абразивный износ уплотнений и их быстрое изнашивание.
Затраты, связанные с модификацией покрытий или последующей обработкой для предотвращения износа, могут сыграть значительную роль в конкурентоспособности на рынке. Внедрение технологии управления смазкой в систему уплотнения может предоставить больше свободы при обсуждении пределов производительности уплотнения в зависимости от характеристик шероховатости, потенциально снижая общую стоимость гидравлических систем.
Проблемы с обработкой поверхности
Проблема, которая в последнее время вызывает озабоченность, заключается в необходимости перехода от хромирования поверхностей штоков и поршней к альтернативным покрытиям.
Наиболее распространенным покрытием, используемым на штоках гидравлических поршней, был хром. Этот материал для покрытия основан на шестивалентном хроме (CR6), а в 2017 году в соответствии с директивой REACH были введены ограничения на использование любого покрытия, в котором использовался шестивалентный хром (CR6).
Шестивалентный хром является наиболее токсичной формой. Это известный канцероген для человека, и токсичные отходы, образующиеся во время нанесения гальванических покрытий, считаются опасными отходами. Хром включён в список химических веществ, которые были определены как вещества, вызывающие очень серьёзную озабоченность, использование которых ограничено и может быть возможно только при наличии соответствующего разрешения.
Проблемы с обработкой поверхности
Проблема, которая в последнее время вызывает озабоченность, заключается в необходимости перехода от хромирования поверхностей штоков и поршней к альтернативным покрытиям.
Наиболее распространенным покрытием, используемым на штоках гидравлических поршней, был хром. Этот материал для покрытия основан на шестивалентном хроме (CR6), а в 2017 году в соответствии с директивой REACH были введены ограничения на использование любого покрытия, в котором использовался шестивалентный хром (CR6).
Шестивалентный хром является наиболее токсичной формой. Это известный канцероген для человека, и токсичные отходы, образующиеся во время нанесения гальванических покрытий, считаются опасными отходами. Хром включён в список химических веществ, которые были определены как вещества, вызывающие очень серьёзную озабоченность, использование которых ограничено и может быть возможно только при наличии соответствующего разрешения.
Директива REACH (Registration, Evaluation, Authorization and restriction of Chemicals) – это регистрация, оценка, разрешение и ограничение химических веществ, которая направлена на обеспечение высокого уровня защиты как здоровья человека, так и окружающей среды от потенциально вредных химических веществ.
Директива REACH (Registration, Evaluation, Authorization and restriction of Chemicals) – это регистрация, оценка, разрешение и ограничение химических веществ, которая направлена на обеспечение высокого уровня защиты как здоровья человека, так и окружающей среды от потенциально вредных химических веществ.
Альтернативные покрытия
В связи с требованием исключить шестивалентный хром (CR6) из гидравлических систем, в настоящее время успешно используются альтернативные покрытия штока поршня. Среди них:
Высокоскоростное газопламенное напыление (HVOF)
HVOF - это система термического распыления, использующая сжигание газов, таких как водород или керосин. Топливо и кислород смешиваются и распыляются в зоне горения. Покрытие HVOF, обычно из карбида вольфрама или карбида хрома, характеризуется сравнительно плотной слоистой структурой толщиной порядка от 0,1 мм до 0,3 мм, в зависимости от материала покрытия.
Лазерное напыление или наплавка
Эта технология нанесения покрытий обеспечивает толщину слоя от 0,2 мм до 4 мм, обычно использует сплавы на основе никеля и кобальта, стали и смеси карбидов в качестве материалов для покрытия. Эти слои могут быть намного мягче по сравнению со слоями HVOF и слоями хрома, в зависимости от используемого сплава.
Слаженная работа всех элементов системы
Слаженный механизм работы всех элементов, несомненно, важен для оптимизации производительности систем уплотнения в гидравлических применениях. Для разработки наиболее эффективной уплотнительной системы с точки зрения эксплуатации, износостойкости и ограничения утечек важно, чтобы клиенты работали с поставщиком уплотнений в тесном тандеме. В таком случае поставщик может поделиться богатым опытом и предоставить результаты испытаний, профили уплотнений и материалы для каждой отдельной конструкции гидравлической системы, включая понимание механизма управления смазкой.
Альтернативные покрытия
В связи с требованием исключить шестивалентный хром (CR6) из гидравлических систем, в настоящее время успешно используются альтернативные покрытия штока поршня. Среди них:
Высокоскоростное газопламенное напыление (HVOF)
HVOF - это система термического распыления, использующая сжигание газов, таких как водород или керосин. Топливо и кислород смешиваются и распыляются в зоне горения. Покрытие HVOF, обычно из карбида вольфрама или карбида хрома, характеризуется сравнительно плотной слоистой структурой толщиной порядка от 0,1 мм до 0,3 мм, в зависимости от материала покрытия.
Лазерное напыление или наплавка
Эта технология нанесения покрытий обеспечивает толщину слоя от 0,2 мм до 4 мм, обычно использует сплавы на основе никеля и кобальта, стали и смеси карбидов в качестве материалов для покрытия. Эти слои могут быть намного мягче по сравнению со слоями HVOF и слоями хрома, в зависимости от используемого сплава.
Слаженная работа всех элементов системы
Слаженный механизм работы всех элементов, несомненно, важен для оптимизации производительности систем уплотнения в гидравлических применениях. Для разработки наиболее эффективной уплотнительной системы с точки зрения эксплуатации, износостойкости и ограничения утечек важно, чтобы клиенты работали с поставщиком уплотнений в тесном тандеме. В таком случае поставщик может поделиться богатым опытом и предоставить результаты испытаний, профили уплотнений и материалы для каждой отдельной конструкции гидравлической системы, включая понимание механизма управления смазкой.
Автор: Максим Ионов
Менеджер по развитию партнеров
ООО "ЭКСПЕРТСИЛ"
Автор: Максим Ионов
Менеджер по развитию партнеров
ООО "ЭКСПЕРТСИЛ"