БАНК ИНФОРМАЦИИ

• Следует обращать внимание на фаски штока и трубы, размеры, радиусы основания канала и углов.
• При выборе штока цилиндра предпочтение следует отдавать изделиям с индукционной закалкой поверхности на глубину до 2,5 мм, с твердостью не менее 45 HRC и хромированием 25–40 мкм. В зависимости от материала уплотнительного элемента, значения давления и условий эксплуатации твердость может быть увеличена до 50–60 HRC.
• Необходимо обеспечить центрирование между бугелем и трубой, штоком и головкой поршня. В зависимости от диаметра цилиндра, центрирование должно выполняться в допусках H7/f7 или H8/f7. В деталях, соединяемых резьбой, центрирование обязательно.
• Следует уделять внимание портам входа и выхода масла; конструкция не должна вызывать кавитацию и турбулентные потоки.
• Если используются металлические направляющие, обязательно должны быть предусмотрены спиральные масляные каналы. Следует предотвратить образование гидродинамического давления. При выборе направляющих необходимо учитывать нагрузки, действующие на цилиндр.
• Статические уплотнительные каналы должны быть прямоугольного сечения.
• В конструкциях с открытыми каналами необходимо обязательно предусматривать меры против выпадения уплотнительных элементов на головке поршня и в бугеле. В системах широко применяются винты-фиксатор (setscrew) и химические методы фиксации.
• При использовании пылезащитного кольца Nutring с кромкой рекомендуется создавать масляную полость за основным уплотнительным элементом. Если основной уплотнительный элемент не имеет функции отвода масла, необходимо предусмотреть сливное отверстие. Рекомендуется изготавливать размеры зазора S между стенками направляющего элемента и задней частью основного уплотнительного элемента различными (A–B). Ступенчатая обработка головки поршня или бугеля способствует свободному проходу масла и повышает эффективность системы.
• В конструкциях с тандемными уплотнительными элементами между первым и вторым уплотнением размещается направляющая, что позволяет собрать масло на большой площади и повысить эффективность направляющей системы.
• Если изделия имеют конструкцию, не поддающуюся деформации, такие как уплотнительные группы (packing), изделия с отношением толщины к диаметру выше значений, указанных в таблице 3.2, изделия из PTFE с пружиной и т.п., они должны устанавливаться в открытые каналы. В каналах, состоящих из нескольких частей, необходимо обеспечить центрирование между деталями и отсутствие зазоров в посадочных местах изделия. Также следует обеспечить неподвижность деталей, образующих открытый канал под давлением, предотвратить увеличение размеров посадочного места и потерю контакта между деталями; должны быть приняты соответствующие меры фиксации.

Ключевые Моменты При Проектировании Гидроцилиндров

Примечание: Значения, приведённые на изображении выше, являются общими. Они могут варьироваться в зависимости от материала уплотнительного элемента и типа рабочей среды.

Рекомендуемые Значения Фаски в Гидроцилиндрах

Значения шероховатости поверхности сопряжённой с элементами уплотнения поверхности напрямую влияют на эффективность и срок службы уплотнительных элементов. Рабочие поверхности должны быть отхонгованы, отполированы, прошлифованы или подвергнуты прижатию (см. Таблицу 3.4). Также может применяться покрытие рабочей поверхности (хромовое, керамическое и т.д.). Значения шероховатости поверхности должны находиться в диапазоне, указанном в Таблице 3.5, в зависимости от типа уплотнительного элемента.
Совместимость шероховатости поверхности с уплотнительными элементами варьируется в зависимости от используемого материала. Эластомеры хорошо адаптируются к изменениям поверхности, термопластики — удовлетворительно, а материалы на основе PTFE — слабо.
Рекомендуемые значения шероховатости поверхности могут изменяться в зависимости от материала штока, типа среды (жидкость, газ), вязкости и типа покрытия поверхности.
В случае применения различных рабочих сред, необходимо проконсультироваться с отделом продаж.
Перед нанесением покрытия и полировкой поверхности крайне важно проводить упрочнение штоков. В типах наполненного PTFE, в зависимости от вида наполнителя, особенно в вращающихся приложениях, может потребоваться различная твёрдость поверхности.

Rmr – Процент материала в профиле: Rmr — это процент контакта материала на поперечном сечении поверхности в заданной глубине. Процент площади контакта поверхности (Rmr) определяется как соотношение площади контактирующих участков к общей площади при срезе поверхности на глубине C. В расчётах Kastaş используется опорная линия Cref=5% и расчет материала в сечении Rz/4.

Параметры Ra и Rz по отдельности не дают полного представления о пригодности поверхности для работы уплотнительного элемента. Оценка поверхности должна проводиться в комплексе с учетом значения Rmr.

Для достижения требуемых значений Ra, Rz и Rmr необходимо уделить внимание шлифовке штоков, хонингованию труб и другим специальным операциям. Изготовление должно соответствовать значениям, указанным в каталоге.

В противном случае, если значение Rmr приближается к 0%, предполагается наличие острых вершин на поверхности, что может привести к абразивному износу.

Если же значение Rmr приближается к 100%, возникает эффект зеркальности поверхности. Это может препятствовать образованию масляной плёнки, привести к перегреву, деформации уплотнительных элементов и протечкам масла в низконапорных системах.

Зазор для ползучести

Уплотнительные элементы в зависимости от используемого материала и конструкции обладают способностью безопасной работы при определённом давлении и определённом зазоре.
Зазор для ползучести — это расстояние между посадочным местом уплотнителя и рабочей поверхностью (шток или гильза). Высокое напряжение за уплотнением в направлении давления может вызвать ползучесть материала, поведение которого при высоком давлении становится схожим с жидкостью.
На изображении рядом показано, как увеличивается деформация одного и того же изделия при одинаковом давлении при увеличении зазора для ползучести.
Сопротивление ползучести зависит от температуры. При повышении температуры механические свойства уплотнительных материалов ослабевают, что облегчает ползучесть. Особенно в системах, где температура превышает 60 °C, размеры зазора для ползучести должны корректироваться в зависимости от условий системы (при этом следует избегать контакта металл-металл).
Одной из самых распространённых ошибок в системах является неправильное проектирование зазора для ползучести или увеличение зазора из-за осевого смещения, что приводит к вытяжке уплотнителя. Максимальное значение зазора для ползучести должно рассчитываться с учетом следующих факторов:
 

Факторы, влияющие на значение Smaks

• Осевое смещение, возникающее из-за веса цилиндра
• Деформация штока (прогиб, наклон) в зависимости от внешних нагрузок и типа установки/эксплуатации цилиндра (наклонная работа, горизонтальная установка, переднее или заднее крепление)
• Допуски толщины направляющих и зазоры, возникающие из-за их смятия
• Зазоры, возникающие из-за производственных допусков деталей цилиндра
• В конструкции канала одним из наиболее важных моментов является радиус за уплотнителем. В двухсторонних уплотнителях на обоих углах радиус должен быть R ≤ 0,2 мм. Если значение R превышает 0,2 мм, склонность к ползучести возрастает.

Изображения SEA-уплотнения под давлением 150 бар

S=0.1 мм

S=0.3 мм

S=0.5 мм

S=1 мм

Расчёт значений зазора ползучести поршня и крышки

При расчёте зазора ползучести в цилиндрах необходимо учитывать каналы направляющих и их допуски, а также допуски на толщину направляющих. Значения Smaks и Smin можно рассчитать следующим образом. Значение Smaks влияет на ползучесть материала, тогда как значение Smin

указывает на риск контакта металл к металлу. Если значение Smin меньше 0.15 мм, рекомендуется связаться с нашим отделом продаж.