Факторы влияющие на герметизацию

Разработка элементов

Конструкция имеет прямое отношение к качеству уплотнения. Для того, чтобы правильно подобрать сальники для герметизации обязательно определяются условия эксплуатации, в которых будет работать уплотнение. Неправильная конструкция изделия приведет к неудачной герметизации.

Герметизируемая среда

Химическое воздействие среды в которой работает уплотнение имеет решающее значение, особенно при повышении рабочей температуры. В зависимости от воздействия среды наполнение уплотнителя может затвердевать или размягчаться. Увеличение жесткости является результатом явления старения, особенно при повышенной температуре, вызванной уплотняемыми средами. Смягчение является результатом набухания из-за воздействия уплотняемых сред.

Температура

Температура непосредственно на уплотнительной кромке оказывает заметное влияние на срок службы уплотнения, который в каждом случае зависит от условий рассеивания тепла в месте установки уплотнения. Перегрев уплотнительной кромки увеличивается с увеличением оборотов вала. Материал, используемый для уплотнения, имеет свой предел рабочей температуры. При выборе правильного уплотнительного материала важно учитывать эти факторы.

Обработка вала

Поскольку кромка уплотнения прилегает непосредственно к валу, качество обработки вала имеет большое значение для правильной работы уплотнения. Финишная обработка вала должна быть 10-25 микродюймов без машинного износа. Такую обработку вала можно получить погружным шлифованием. Машинный износ (спиральные зазубрины) вызывает истирание уплотнительной кромки и может выступать в качестве насоса, вызывающего утечку.

Поверхностная твердость вала

Срок службы уплотнения зависит от твердости контактной поверхности вала. Поверхностная твердость должна быть не менее 30 шкалы "C" по Роквеллу. Мало что указывает на то, что твердость выше этого значения улучшает износостойкость вала. При попадании загрязненных сред или грязи снаружи, при скорости свыше 15 оборотов в секунду или в ситуациях, когда вал может быть поврежден (зазубрен, поцарапан и т.д.) до или во время монтажа, минимальная твердость должна быть 45 шкалы "C" по Роквеллу. Это поможет защитить вал от возможных повреждений и сохранить безупречную поверхность, с которой уплотнение будет работать. Закаливание с поверхностной твердость должно проникать на глубину не менее 0,3 мм. Если валы недостаточно закалены, проблему можно решить с помощью износостойкой втулки.

Эксцентриситет вала

Работоспособность уплотнения может ухудшиться из-за эксцентриситета двух типов:
1. Смещение вала относительно отверстия:
Расстояние между валом и отверстием - это расстояние, на котором центр вращения вала находится от центра отверстия. Несоосность приводит к неравномерному износу уплотнительной кромки, что сокращает срок службы.
2. Динамическое биение:
Динамическое биение в два раза больше, чем расстояние между входом вала и фактическим центром вращения. Направление вращения обычно вызвано несоосностью, дисбалансом вала или фактическим изгибом вала в условиях эксплуатации. Если это возможно, следует избегать биения вала или поддерживать его на минимальном уровне. Большое биение может привести к смятию уплотнительной кромки при высоких оборотах из-за инерции и вызвать утечку среды. Уплотнение вала должно быть расположено рядом с подшипником, а зазор подшипника должен быть уменьшен. Подпружиненное уплотнение с соответствующей гибкой секцией будет работать удовлетворительно, если суммарные эксцентриситеты не превысят допустимых пределов.

Допуски по внешним диаметрам отверстий в корпусе и уплотнений

При установке уплотнений вала в тонкостенные корпуса или корпуса с относительно низкой эластичностью или прочностью существует опасность повреждения или деформации корпуса и уплотнения. Допуски по диаметру отверстия и уплотнения важны для обеспечения правильной посадки пресс-формы. Рекомендуемые допуски по отверстиям указаны в JIS 80401.

Термическое расширение отверстия корпуса

При нагревании корпуса из легкого металла, пластика и т.п. интерференция между корпусом и уплотнением имеет тенденцию к снижению. Для уплотнений типа TB, SB (внешний металлический корпус) может привести к утечке в уплотнении. Уплотнения валов типа TC, SC, VC (с резиновым покрытием) более устойчивы к тепловому расширению корпусов из легких металлов благодаря эластичному резиновому уплотнению, обеспечивающему изначально более плотную прессовую посадку и более высокий коэффициент теплового расширения элементов.

Финишное покрытие корпуса

При чистовой обработке отверстий размером не менее 100 микродюймов АА (или RMS) без царапин или дефектов смещения, не должно возникать проблем с протечками в процессе эксплуатации. Если шероховатость поверхности отверстия превышает 100 микродюймов AA (или RMS), следует использовать уплотнения, покрытые резиной, чтобы избежать протечки в результате перегрева. На уплотнениях без резинового покрытия следует использовать уплотнитель, наносимый вручную, но следует следить за тем, чтобы на уплотнительный элемент или вал не попадал излишек герметика. Если смазка является консистентной, уплотнитель для отверстий не требуется.

Давление

Уплотнения стандартной конструкции для жидкостей не рассчитаны на работу под давлением. Любое внутреннее давление существенно сокращает срок службы уплотнения, и поэтому должны быть предусмотрены средства для снятия избыточного внутреннего давления. Для сальника, работающего при высоком давлении требуется специальная конструкция уплотнения. Стандартные подпружиненные манжеты не должны использоваться, если рабочее давление в системе превышает следующие пределы:

Сухая работа уплотнительной кромки

Уплотнительная кромка и вал, поврежденные трением при работе всухую, должны быть исключены. Поэтому смазывание или наполнение маслом уплотнения и вала должны производиться до монтажа, чтобы обеспечить смазку уплотнительных кромок во время первого вращения вала. Уплотняемая среда выступает не только в качестве смазки, но и в качестве охлаждающей жидкости, рассеивая тепло, выделяемое при контакте уплотнения. Поэтому при первых оборотах вала она должна достигать области контакта уплотнения в достаточном количестве. При плохих смазочных свойствах уплотнительных материалов (например, присутствия воды и щелочи для стирки) или при наличии опасности кратковременного холостого хода, уплотнительная кромка должна быть дополнительно смазана. Для манжетных уплотнений с пылезащитной кромкой это достигается путем заполнения смазкой промежутка между двумя кромками.

Скорость поверхности

Скорость поверхности является наиболее важным фактором, влияющим на работу уплотнений. При увеличении частоты вращения может произойти повреждение вследствие трения, перегрева и биения вала. В основном это и определяет материал уплотнения и твердости вала.