содержание .. 12 13 14 15 ..
Parker Руководство по кольцам круглого сечения (2017 год) - часть 14
4 Кольца круглого сечения и антиэкструзионные кольца Parbak®
4.3 Антиэкструзионные кольца Parbak®
Преимущества антиэкструзионных колец Parbak®
Антиэкструзионные кольца Parbak® изготавливаются из из
жестких эластомерных компаундов. Применение профили-
рования в сочетании со сплошной и бесшовной конструкцией
4.3.1 Введение
обеспечивает уплотнительное кольцо большой стойкостью к
выдавливанию в экструзионный зазор. В результате улучшает-
Антиэкструзионные кольца применяются в сочетании с уплот-
ся эффективность и срок службы уплотнения, а также расши-
нительными кольцами круглого сечения и сами по себе не яв-
ряется область потенциального применения.
ляются уплотнениями. Поперечное сечение кольца круглого
сечения при установке деформируется по диаметру с целью
• Характерная жесткость и поддерживающий профиль анти-
обеспечения упругости уплотнения (рис. 4.8, слева вверху).
экструзионных колец Parbak® заставляют уплотнительное
Если среда оказывает давление, кольцо круглого сечения де-
кольцо поддерживать почти круглую форму даже при высо-
формируется по направлению к зазору между двумя деталя-
ком давлении (рис. 4.9). Это улучшает уплотняющее воздей-
ми, улучшая, таким образом, уплотняющее воздействие (рис.
ствие и срок службы уплотнения, особенно под высоким
4.8, справа вверху). При достижении предельных значений
давлением.
4
(слишком высокое давление, слишком широкий зазор) уплот-
• Давление и зазор взаимосвязаны друг с другом по отноше-
нительное кольцо сжимается в зазоре (рис. 4.8, слева внизу).
нию к выдавливанию. Следовательно, антиэкструзионные
Если давление продолжает повышаться (рис. 4.8, справа вни-
кольца Parbak® могут использоваться как для контроля
зу), уплотнительное кольцо будет деформировано под действи-
более высокого давления, так и с целью обеспечения более
ем сдавливания до такой степени, что потеряет способность к
свободных допусков, т. е более широких зазоров, при том
восстановлению формы при снижении давления.
же давлении. Это снижает стоимость производства.
• Антиэкструзионные кольца Parbak® эластичны, так как они
производятся из таких же эластомеров, как и уплотнитель-
ные кольца круглого сечения. Несмотря на свою сплошную
конструкцию, антиэкструзионные кольца могут растягивать-
ся и, следовательно, легко устанавливаются.
• Антиэкструзионные кольца Parbak® имеют сплошную
конструкцию. Это означает, что даже при очень высоком
давлении уплотнительные кольца круглого сечения не по-
вреждаются острыми краями в местах разделения антиэкс-
трузионных колец. В результате кольца Parbak® имеют более
длинный срок службы по сравнению с антиэкструзионными
Рис. 4.8
кольцами других типов.
• Кольца Parbak® экономически более выгодны по сравнению
Повторяющееся воздействие высокого давления в конечном
с антиэкструзионными кольцами других типов.
счете вызовет полное разрушение уплотнительного кольца (см.
• Антиэкструзионные кольца Parbak® изготавливаются преи-
раздел 10.2 «Выдавливание»). Это приведет к выходу уплот-
мущественно из стойких к истиранию компаундов. Это важ-
нения из строя. Для предотвращения такого повреждения ис-
но для смазки и, следовательно, для срока службы уплот-
пользуются антиэкструзионные кольца. Они уменьшают зазор
нения, поскольку даже маленькие поры на поверхности и
со стороны кольца круглого сечения не находящейся под дав-
неравномерности ответных поверхностей выступают в роли
лением.
«смазочных карманов». Антиэкструзионные кольца Parbak®
Антиэкструзионные кольца круглого сечения Parbak® производ-
фактически поддерживают процесс смазки. Компаунд
ства Parker имеют соответствующий профиль, не имеют швов и
Parbak® поглощает небольшое количество среды, которое
изготавливаются в пределах строгих допусков.
остается между уплотнительным и антиэкструзионным
Уплотнительные кольца, используемые в сочетании с антиэкс-
кольцом и покрывает динамические поверхности смазочной
трузионными кольцами Parbak®, способны выдерживать гора-
пленкой.
здо большее давление, чем уплотнительные кольца сами по
• Для сравнения, другие типы антиэкструзионных колец
себе (см. рис.).
(например, из ПТФЭ) заполняют микроскопические поры
в металле и создают гладкую, словно отполированную,
поверхность, которая не допускает впитывания смазки и
ускоряет износ уплотнительного кольца. При использовании
колец Parbak® такой риск отсутствует.
Информация о конструкции
Давление
Давление
1. Жесткость является одним из критериев износа уплот-
Рис. 4.9 Работа уплотнительного кольца круглого сечения в комбинации
нительного кольца круглого сечения при динамическом
с антиэкструзионными кольцами Parbak®
применении. Наилучшим образом для этих целей подходят
55
4 Кольца круглого сечения и антиэкструзионные кольца Parbak®
компаунды с твердостью от 70 до 80 единиц по шкале
смазочной пленки может привести к быстрому износу
Шора А. Более твердые уплотнительные кольца обладают
уплотнительного кольца.
меньшей способностью к компенсации неравномерно-
6. По возможности должны устанавливаться два антиэкстру-
стей поверхности, что ведет к возникновению вероятно-
зионных кольца Parbak® в целях снижения риска непра-
сти протечки, в частности, при низком давлении или без
вильной посадки.
давления. Кроме того, трение при запуске более твердых
7. Если давление подается только с одной стороны и исполь-
уплотнительных колец выше и, следовательно, такие коль-
зуется только одно антиэкструзионное кольцо, уплотни-
ца подвержены более серьезному износу. Уплотнительные
тельное кольцо со стороны направления давления должно
кольца с твердостью меньше 70-80 единиц по шкале
устанавливаться перед антиэкструзионным кольцом.
Шора А вызывают меньше трения при запуске, но они
Другими словами, порядок должен быть следующим:
также являются менее стойкими к истиранию.
давление — уплотнительное кольцо — антиэкструзионное
2. Более мягкие уплотнительные кольца в диапазоне твер-
кольцо Parbak® (с профилированной поверхностью по
дости от 70 до 80 единиц по шкале Шора А обладают
направлению к уплотнительному кольцу).
лучшими уплотнительными свойствами, чем очень твердые
8. Радиус угла R основания паза должен быть как можно
уплотнительные кольца, но под большим давлением могут
меньшим, принимая во внимание условия растяжения и
быть повреждены вследствие выдавливания. Применение
работоспособность деталей.
антиэкструзионных колец круглого сечения Parbak® позво-
9. Уплотнительное кольцо круглого сечения должно выби-
ляет безопасно использовать даже более мягкие уплотни-
раться для соответствия условиям применения с учетом
тельные кольца при высоком давлении.
всех факторов (например, давления, температуры, кон-
3. Номера для заказа антиэкструзионного кольца Parbak®
тактной среды, скорости, размера и т. д.).
соответствуют номерам уплотнительного кольца Parker
Антиэкструзи- W ширина канавки ширина канавки
серии 2-xxx, с которым антиэкструзионное кольцо со-
онные кольца
b1
b2
бирается. Для стандартного компаунда N0300-90 кольца
Одно антиэкструзи- Два антиэкстру-
Parbak®, соответствующего уплотнительному кольцу 2-211,
онное кольцо
зионных кольца
номером заказа является 8-211, N0300-90.
[мм]
[мм]
[мм]
4. Ширина паза b1 или b2 приведена в таблице 4.12.
8-006 - 8-050
1,35
3,5
-
3,7
4,6
-
4,8
5. Обработка поверхности для динамических применений
8-102 - 8-178
2,18
4,7
-
4,9
5,8
-
6,0
должна выбираться из таблицы 4.13. Как правило, срок
службы уплотнительных и антиэкструзионных колец уве-
8-201 - 8-284
3,00
5,8
-
6,0
6,8
-
7,0
личивается в соответствии с качеством обработки поверх-
8-309 - 8-395
4,65
8,7
-
8,9
10,2
-
10,4
ности. Шероховатость обработки поверхности никогда
8-425 - 8-475
5,99
12,0
-
12,2
14,4
-
14,6
не должна быть менее Rmax = 0,5 мкм, так как в противном
Таб. 4.12 Изменения ширины паза, необходимые при использовании
случае поверхность будет слишком гладкой для прилипа-
антиэкструзионных колец Parbak®
ния к ней смазочной пленки. Недостаточное количество
Поверхность
давление
Статическое уплотнение
Динамическое уплотнение
Шероховатость обработки поверх- Шероховатость обработки поверх-
ности, процент зоны контакта t
ности, процент зоны контакта t
Ra
Rmax.
Ra
Rmax.
A контактная поверхность
не пульсирующее
1,6
6,3
0,4
1,6
A контактная поверхность
пульсирующее
0,8
3,2
0,4
1,6
B основание и стороны паза не пульсирующее
3,2
12,5
1,6
6,3
B основание и стороны паза пульсирующее
1,6
6,3
1,6
6,3
Таб. 4.13 Обработка поверхности для уплотнительных колец круглого сечения
Рабочее давление: 100 бар.
Диаметральный зазор: макс. 0,36 мм в соответствии с допуска-
Допустимые диапазоны давления
ми, указанными на чертеже, и 0,40 мм при «дыхании».
На рис.
4.10 отражены характеристики выдавливания для
Рабочее давление на пересечении вертикальной линии диа-
уплотнительных колец круглого сечения, изготовленных из эла-
метрального зазора 0,4 мм с кривой твердости 70 единиц по
стомеров различной степени твердости, в зависимости от дав-
шкале Шора составит около 38 бар. Следовательно, без анти-
ления и максимального диаметрального зазора. При вероятно-
экструзионного кольца уплотнительное кольцо будет запрес-
сти возникновения так называемого «дыхания», которое может
совано в зазор при любом давлении выше 38 бар, что приве-
проявляться в цилиндрах под очень высоким давлением, необ-
дет к разрушению уплотнительного кольца. При использовании
ходимо также принимать это в расчет.
колец Parbak® (с номинальной твердостью 90 единиц по шкале
Пример: компаунд уплотнительного кольца N0674-70 (твер-
Шора А) в дополнение к уплотнительному кольцу, диаграмма
дость 70 единиц по шкале Шора А)
показывает допустимое давление около 140 бар.
56
4 Кольца круглого сечения и антиэкструзионные кольца Parbak®
В дополнение к значениям, приведенным на схеме для допусти-
Примечания:
мого давления и наибольшего возможного диаметра, требова-
1. Диаграмма основана на 100 000 циклах давления с часто-
ния к проектированию также рекомендуют применять коэффи-
той 60 циклов в минуту.
циент безопасности с целью учета влияния любых негативных
2. Допустимый зазор для силикона и фторсиликона состав-
факторов на сжатие.
ляет половину от рекомендованного зазора.
3. Диаграмма действительна для температуры до 70 °C.
Компаунды
4. Расширения цилиндра под давлением не учитывались.
Кольца Parker Parbaks® доступны как стандартные изделия в
компаунде N0300-90, эластомере на основе бутадиенакрило-
A
нитрильного каучука (NBR) с твердостью 90 единиц по шкале
Шора А. Физические свойства этого компаунда делают его при-
годным для широкого ряда применений:
• широкий температурный диапазон,
A
• соответствующая твердость,
W
4
• долговечность,
• совместимость с широким диапазоном жидкостей.
R
N0300-90 обладает стойкостью практически ко всем гидрав-
лическим жидкостям, за исключением огнестойких, таких как
Skydrol, Pydraul, Houghto-Safe®, HydroDrive®и т. д. Диапазон ра-
T
бочей температуры от -55 °C до +105 °C.
A
Другие компаунды
Для особых условий, которым не соответствует стандартный
компаунд, доступны специальные компаунды, например E3804-
90 (этиленпропилен) или V0709-90 (фторуглерод).
Ø M
Стандартные размеры опорных колец Parbak® (серии 8-xxx) с
допусками для A, M, R, T и W (рис. 4.11) приведены в таблице
4.14.
600
400
®
Рис. 4.11 Антиэкструзионное кольцо Parbak
300
Выдавливание
200
Размеры антиэкструзионного кольца Parbak® серии 8-xxx
№ Parker
M
W±0,08
100
[мм]
[мм]
80
8-004
2,44
1,35
60
8-005
3,23
1,35
8-006
3,56
1,35
нет
40
Выдавливания
8-007
4,34
1,35
30
8-008
5,13
1,35
8-009
5,94
1,35
20
8-010
6,73
1,35
Твердость
8-011
8,31
1,35
[по шкале Шора А]
70
80
90
8-012
9,91
1,35
10
8-013
11,56
1,35
8
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
10
8-014
13,16
1,35
8-015
14,73
1,35
Суммарный диаметральный зазор [мм]
8-016
16,33
1,35
Рис. 4.10 Диаграмма для выбора статических кольцевых уплотнений
8-017
17,91
1,35
57
4 Кольца круглого сечения и антиэкструзионные кольца Parbak®
№ Parker
M
W±0,08
№ Parker
M
W±0,08
[мм]
[мм]
[мм]
[мм]
8-018
19,51
1,35
8-117
21,11
2,18
8-019
21,08
1,35
8-118
22,68
2,18
8-020
22,68
1,35
8-119
24,28
2,18
8-021
24,26
1,35
8-120
25,86
2,18
8-022
25,86
1,35
8-121
27,46
2,18
8-023
27,43
1,35
8-122
29,03
2,18
8-024
29,03
1,35
8-123
30,63
2,18
8-025
30,61
1,35
8-124
32,21
2,18
8-026
32,21
1,35
8-125
33,81
2,18
8-027
33,78
1,35
8-126
35,38
2,18
8-028
35,38
1,35
8-127
36,98
2,18
8-029
38,56
1,35
8-128
38,56
2,18
8-030
41,73
1,35
8-129
40,16
2,18
8-031
44,91
1,35
8-130
41,73
2,18
8-032
48,08
1,35
8-131
43,33
2,18
8-033
51,26
1,35
8-132
44,91
2,18
8-034
54,43
1,35
8-133
46,51
2,18
8-035
57,61
1,35
8-134
48,08
2,18
8-036
60,78
1,35
8-135
49,68
2,18
8-037
63,96
1,35
8-136
51,26
2,18
8-038
67,13
1,35
8-137
52,86
2,18
8-039
70,31
1,35
8-138
54,43
2,18
8-040
73,48
1,35
8-139
56,03
2,18
8-041
76,66
1,35
8-140
57,61
2,18
8-042
83,01
1,35
8-141
59,21
2,18
8-043
89,36
1,35
8-142
60,78
2,18
8-044
95,71
1,35
8-143
62,38
2,18
8-045
102,06
1,35
8-144
63,96
2,18
8-046
108,41
1,35
8-145
65,56
2,18
8-047
114,76
1,35
8-146
67,13
2,18
8-048
121,11
1,35
8-147
68,73
2,18
8-049
127,46
1,35
8-148
70,31
2,18
8-050
133,81
1,35
8-149
71,91
2,18
8-102
1,96
2,18
8-150
73,48
2,18
8-103
2,77
2,18
8-151
76,66
2,18
8-104
3,56
2,18
8-152
83,01
2,18
8-105
4,34
2,18
8-153
89,36
2,18
8-106
5,13
2,18
8-154
95,71
2,18
8-107
5,94
2,18
8-155
102,06
2,18
8-108
6,73
2,18
8-156
108,41
2,18
8-109
8,31
2,18
8-157
114,76
2,18
8-110
9,91
2,18
8-158
121,11
2,18
8-111
11,48
2,18
8-159
127,46
2,18
8-112
13,08
2,18
8-160
133,81
2,18
8-113
14,66
2,18
8-161
140,16
2,18
8-114
16,26
2,18
8-162
146,51
2,18
8-115
17,83
2,18
8-163
152,86
2,18
8-116
19,43
2,18
8-164
159,21
2,18
58
содержание .. 12 13 14 15 ..