Машина для видалення гумових ущільнень для гідравлічних систем

By Майк Чен, Директор з виробництва | Більше 12 років досвіду у виробництві гуми |LinkedIn

Ключові висновки

• Ущільнення гідравлічної системи потребують видалення залишків залишків з точністю до 0,1 мм, оскільки залишки залишків залишків спричиняють внутрішні витоки та передчасне виведення з ладу ущільнень у контурах високого тиску.
• Механічне видалення нальоту досягає циклу обробки стандартних ущільнювальних кілець та ущільнень склоочисника 20-40 секунд, що в 40-50 разів швидше, ніж ручне обрізання.
• Кріогенне видалення оплавлення при температурі від -100°C до -130°C рекомендується для силіконових та FKM гідравлічних ущільнень з тонким оплавленням менше 0,3 мм, стійких до механічного стирання.
• Механічна машина для видалення обшивки XCJ-G600 обробляє 15-кілограмові партії гідравлічних ущільнень за цикл, чого достатньо для понад 3000 ущільнювальних кілець за зміну при стандартних обсягах виробництва.

Надійність гідравлічної системи залежить від цілісності ущільнення. Одне ущільнення з неповним видаленням обгортки може призвести до втрати тиску, забруднення рідини та виходу з ладу компонентів. Це робить видалення обгортки з гумових ущільнень критичним кроком у виробництві гідравлічних компонентів. Вибір методу видалення обгортки та конфігурації машини безпосередньо впливає на роботу ущільнення в польових умовах.

Оскільки гідравлічне ущільнення із залишком огару розміром 0,15 мм на ущільнювальній кромці може скоротити термін служби до 40% порівняно з належним чином очищеним ущільненням, видалення огару є невід'ємним етапом у виробництві ущільнень.

У цій статті розглядається, чому гідравлічні ущільнення потребують різних стандартів видалення нагару, ніж звичайні гумові деталі, як механічні та кріогенні машини для видалення нагару відповідають цим вимогам, а також як вибрати правильний процес видалення нагару для виробництва ваших ущільнень.

Чому гідравлічні ущільнення потребують точного видалення мішеней для надійної роботи системи

Ущільнювальна кромка є найважливішою поверхнею будь-якого гідравлічного ущільнення — якщо на цьому краї є залишки відблиску, ущільнення може вийти з ладу протягом перших 500 робочих циклів. Гідравлічні ущільнення функціонують, підтримуючи контрольоване натягування між нерухомими та рухомими компонентами. Відблиски від цвілі на ущільнювальній поверхні порушують це прилягання, створюючи переважні шляхи витоку, які повністю обходять ущільнення.

Для гідравлічних застосувань високого тиску понад 200 бар стандарт ISO 6195 для ущільнень скребків та ISO 3601 для кілець ущільнювачів вказують верхні межі дефектів поверхні. Залишок ущільнення розміром понад 0,1 мм на поверхні ущільнення зазвичай вважається невідповідністю для гідравлічних застосувань. Це суворіший стандарт, ніж для статичних ущільнень або негерметичних гумових компонентів.

Під час випробувань понад 500 партій ущільнень від виробників гідравлічного обладнання ми спостерігали, що належним чином очищені ущільнення демонструють зниження рівня витоків приблизно на 85% порівняно з ущільненнями, обрізаними вручну, під час випробувань контуру під тиском 200 бар. Ці дані отримані в результаті заводських приймальних випробувань, проведених відповідно до протоколів випробувань ISO 10766 для поршнево-поступальних гідравлічних ущільнень.

Типи гідравлічних ущільнень, що обробляються машинами для видалення гумового шару

Різна геометрія гідравлічних ущільнень створює унікальні проблеми з видаленням накипу. У таблиці нижче наведено поширені типи гідравлічних ущільнень та їхні вимоги до видалення накипу.

Стандарт ISO 1629 встановлює номенклатуру гуми для ідентифікації матеріалів. Стандарт ISO 3601-1 визначає розміри та допуски ущільнювальних кілець, що стосуються стандартів якості видалення обгортання.

Механічна машина для видалення ополіскування з гідравлічних гумових ущільнень

Механічне видалення опалювальних матеріалівє найпоширенішим методом для виробництва гідравлічних ущільнень у великих обсягах, оскільки він забезпечує стабільні результати за низької вартості однієї деталі. Механічна машина для видалення обгортки XCJ-G600 обробляє партії вагою 15 кг ущільнювальних кілець та ущільнень за цикл, при цьому кожне ущільнення обробляється за 20-40 секунд. Одна машина може замінити 40-50 робітників, які виконують ручне видалення обгортки, за щоденною продуктивністю.

Машина використовує аеродинамічний принцип видалення опалювального матеріалу: ущільнення обертаються всередині обертового барабана діаметром 600 мм, тоді як високошвидкісний матеріал стирає опалювальний матеріал з поверхонь деталей. Двигун потужністю 7,5 кВт та інверторна система керування підтримують постійну швидкість барабана для партійних завантажень від 5 до 15 кг. Автоматичний механізм подачі та розвантаження забезпечує безперервну роботу з мінімальним наглядом оператора.

Для гідравлічних ущільнень із зовнішнім діаметром від 3 мм до 100 мм, XCJ-G600 може обробляти повний діапазон розмірів без зміни інструментів. Це особливо цінно для виробників, які виробляють ущільнення різних розмірів для різних специфікацій гідравлічних систем. Регульовані параметри верстата дозволяють операторам оптимізувати час циклу та агресивність середовища для кожного матеріалу ущільнення.

Кріогенне видалення осадів з ущільнень для прецизійних гідравлічних компонентів

Кріогенне видалення опалювального матеріалу стає необхідним, коли гідравлічні ущільнення потребують видалення опалювального матеріалу товщиною менше 0,1 мм на ущільнювальних поверхнях. У цьому процесі використовується рідкий азот за температури від -100°C до -130°C для вибіркового окрихчення тонкого опалювального матеріалу, зберігаючи при цьому гнучкість корпусу ущільнення. Потім піскоструминне очищення руйнує крихкий опалювальний матеріал без механічного навантаження на основний матеріал.

Оскільки гідравлічні ущільнення, виготовлені з FKM (фторэластомеру) та силіконового каучуку, все частіше вимагаються для застосування в умовах високих температур та хімічної стійкості, а також оскільки ці матеріали мають нижчу міцність на розрив, ніж NBR або PU, кріогенна обробка допомагає запобігти розриву поверхні під час видалення залишків. Кріогенний метод також забезпечує більш гладку поверхню ущільнювальної кромки, що зменшує тертя під час початкового періоду обкатки гідроциліндра.

Основним компромісом кріогенного видалення обгортання є вартість. Витрата рідкого азоту 20-50 кг на партію додає 5-15 доларів США до витрат на обробку за цикл. Для стандартних ущільнювальних кілець та уретанових поршневих ущільнень зазвичай достатньо механічного видалення обгортання. Для критичних застосувань герметизації, де вказано нульову толерантність до обгортання, кріогенне видалення обгортання виправдовує додаткові витрати, щоб уникнути браку та повторної обробки.

Порівняння: механічне та кріогенне видалення опалювального матеріалу з гідравлічних ущільнень

Оцінка вартості базується на стандартних виробничих параметрах для гідравлічного видалення обшивки ущільнень. Фактична вартість залежить від геометрії ущільнення, складу матеріалу та місцевих цін на рідкий азот.

Поширені дефекти спалаху на гідравлічних ущільненнях та способи їх усунення за допомогою машин для видалення спалаху

Дефекти лиття під час виробництва гідравлічних ущільнень призводять до кількох видів відшаровування, які необхідно видалити, перш ніж ущільнення зможе правильно функціонувати в гідравлічному контурі.

Класифікація дефектів блискавки на основі поширених спостережень при компресійному та лиття під тиском гідравлічних ущільнень.

Інтеграція машини для видалення гумових ущільнень у виробничі лінії гідравлічних компонентів

A машина для видалення гумових ущільнювачівможе бути інтегрована в існуючу лінію виробництва гідравлічних ущільнень з мінімальною реконфігурацією. Механічна машина для видалення оцинкованої сталі XCJ-G600 має розміри 1750 мм (Д) x 1000 мм (Ш) x 1000 мм (В) та важить 650 кг, що вимагає приблизно 2 квадратних метри площі підлоги. Автоматичні механізми подачі та розвантаження дозволяють безпосередньо підключатися до обладнання для формування, розташованого вище, та станцій інспекції, розташованих нижче.

Для виробничих ліній, що обробляють понад 10 000 ущільнень на день, розміщення машини для видалення обгортки одразу після преса для формування та станції охолодження дозволяє досягти максимально придатної для обробки температури ущільнень. В ідеалі ущільнення повинні потрапляти до машини для видалення обгортки протягом 30 хвилин після зняття з форми, перш ніж усадка після затвердіння змінить їхні розміри. Цей часовий проміжок особливо важливий для гідравлічних ущільнень з NBR та FKM, які проходять вторинну вулканізацію.

Згідно зі стандартами OSHA 1910.212 щодо захисту машин, машина для видалення осипу повинна бути оснащена блокуючими панелями доступу та елементами керування аварійною зупинкою. Вбудовані датчики кромки ножа та датчики подавальних роликів машини забезпечують додатковий захист оператора під час завантаження та розвантаження.

Як вибрати машину для видалення гумових ущільнень для гідравлічного застосування

Вибір правильного обладнання для видалення обгортання для виробництва гідравлічних ущільнень залежить від чотирьох факторів: матеріалу ущільнення, обсягу виробництва, вимог до точності та бюджетних обмежень.

Виберіть механічне видалення опалювальних матеріалівпри виробництві ущільнень з NBR, EPDM або PU в обсягах понад 5000 одиниць за зміну. ​​Цикл виготовлення одного ущільнення XCJ-G600 становить 20-40 секунд, а також автоматична пакетна обробка роблять його придатним для стандартних ущільнювальних кілець, ущільнень скребків та поршневих ущільнень з витоком понад 0,2 мм. Нижча вартість однієї деталі ($0,003-0,008) є перевагою для виробництва товарних ущільнень, чутливих до ціни.

Виберіть кріогенне видалення опалювального матеріалупри виробництві ущільнень з FKM, силікону або HNBR з товщиною оплавлення менше 0,3 мм. Ці матеріали погано реагують на механічне стирання, оскільки їхня гнучкість призводить до згинання тонкого оплавлення, а не до його розриву. Кріогенна обробка при температурі від -100°C до -130°C робить оплавлення крихким для чистого видалення, зберігаючи при цьому цілісність корпусу ущільнення. Вища вартість однієї деталі ($0,015-0,035) виправдовується зниженням рівня браку, що зазвичай дозволяє заощадити 10-15% загальних виробничих витрат, коли початковий рівень браку перевищує 8%.

Виберіть послідовну обробкуколи виробництво включає ущільнення зі змішаними профілями обгортки. Механічне видалення обгортки видаляє основну частину обгортки, а потім проводиться кріогенна обробка для отримання прецизійних поверхонь. Такий підхід поширений у комплектах ущільнень гідравлічних циліндрів, які включають як стандартні кільця ущільнювачів, так і прецизійні ущільнення штока в одній виробничій партії.

Висновок: Відповідність точності видалення опалювальних матеріалів вимогам гідравлічної системи

Ущільнення гідравлічних систем вимагають стандартів видалення залишків цвілі, які перевищують стандарти для звичайних гумових деталей, оскільки дефекти ущільнювальної поверхні безпосередньо впливають на збереження тиску в системі та термін служби компонентів. Машина для видалення залишків цвілі з гумових ущільнювачів, яка видаляє залишки цвілі з ущільнювальних поверхонь з точністю до 0,1 мм, є мінімальною вимогою для гідравлічних застосувань з тиском понад 100 бар.

Механічне видалення накипу забезпечує найнижчу вартість для великосерійного виробництва стандартних гідравлічних ущільнень з NBR та PU. Кріогенне видалення накипу забезпечує точність, необхідну для ущільнень з FKM та силікону в складних гідравлічних середовищах. Виробники, що виготовляють ущільнення для різних гідравлічних застосувань, отримують вигоду від оцінки обох технологій у порівнянні зі своїм конкретним портфоліо ущільнень.