Уплотнения гидроцилиндров

Гидроцилиндры по принципу функционирования достаточно похожи на пневмоцилиндры. Существенным отличием между этими устройствами является способ получения энергии для передвижения штока. Если в пневматических цилиндрах эту энергию обеспечивает сжатый воздух, то в гидравлических цилиндрах за силовые потоки отвечают различные жидкости, проходящие под высоким давлением. Для того, чтобы избежать протекания рабочей среды и обеспечить герметичность данных устройств, конструкционно предусмотрены следующие уплотнения гидроцилиндров:

• Набивки
• Уплотнения поршня
• Уплотнения штока
• Уплотнительные резиновые кольца
• Опорно-направляющие кольца штока
• Опорно-направляющие кольца поршня
• Гидравлические манжеты
• Грязесъемники

Наличие тех или иных уплотнений гидроцилиндра в конструкции зависит от его устройства и назначения. Например, уплотнения гидроцилиндра набивкой в последнее время применяют преимущественно только лишь в таких механизмах, которые функционируют при высоких рабочих температурах, доходящих до +450°С, а также рабочем давлении не более 90 МПА и различных агрессивныхрабочих средах. Подобные эксплуатационные условия встречаются достаточно редко. В основном они имеются только в узконаправленных промышленных производственных отраслях.

Собственно, уплотнение гидроцилиндров набивкой характерно тем, что при монтаже таких уплотнений в гидравлическом цилиндре возникает контактное давление, которое значительно превышает давление самой набивки. В то же время, уплотнение гидроцилиндров с помощью резиновых уплотнительных колец, гидравлических манжет, грязесъемников, направляющих колец, а также комбинированных уплотнений поршня и штока характерно тем, что при их монтаже возникает только начальное контактное давление, которое возрастет в дальнейшем под давлением жидкости.

Кроме того, все уплотнения гидроцилиндра подразделяются на следующие две категории:

1. Уплотнение неподвижных соединений гидроцилиндра
2. Уплотнения подвижных соединений гидроцилиндра

При этом неподвижные соединения, в свою очередь, делятся еще на две отдельные группы. К первой из них относятся уплотнения неподвижных неразъемных соединений. Их монтаж в основном выполняется при помощи сварки. А вот во вторую группу входят уже уплотнения неподвижных разъемных соединений. Как правило, для этих целей преимущественно используют резиновые уплотнительные кольца круглого сечения ГОСТ 9833-73, но также применяют резиновые кольца прямоугольного (квадратного) сечения ГОСТ 15180-86, и х-образные резиноые кольца.

Грязесъемник для уплотнения гидроцилиндров

Грязесъемник имеет довольно-таки нарицательное название. Данный вид уплотнений для гидроцилиндра в буквальном смысле снимает всю грязь, которая попадает снаружи на шток. Кроме того, он защищает систему от попадания пыли или других инородных веществ. Такие характеристики ему позволяет обеспечить специальная кромка. Кстати говоря, в зависимости от конкретного типа гидроцилиндра для уплотнения могут использоваться грязесъемники с различными типами исполнения. Например, особо востребованы следующие разновидности:

• Грязесъемник
• Грязесъемник внешний
• Грязесъемник с внешней кромкой
• Грязесъемник с внешней кромкой для эксплуатации в тяжелых условиях
• Грязесъемник с дополнительным выступом
• Грязесъемник двухстороннего действия
• Грязесъемник двухстороннего действия с дополнительным выступом
• Грязесъемник в металлическом каркасе
• Грязесъемник с внутренним металлическим каркасом

В зависимости от конструкционного исполнения и эксплуатационных условий, материалом для изготовления подобных гидравлических уплотнений могут стать следующие вещества:

1. Полиуретан PU
2. Политетрафторэтилен PTFE
3. Нитрил-бутадиеновый каучук NBR
4. Термопластичная полиэфирная смола TPE

Схема температурных режимов для резинотехнических компонентов

Уплотнение поршня гидроцилиндра

Уплотнение поршня гидроцилиндра является многосоставным изделием. Минимально его структура содержит всего лишь два элемента: внутреннее уплотнительное кольцо и внешнее защитное кольцо. В целом же число данных элементов в структуре может доходить до пяти. Например, добавляется центральное многокромочное резиновое уплотнение, для удержания статическое давление. Также добавляются защитные кольца. В зависимости от конструкции гидроцилиндра для уплотнения поршня могут применяться следующие виды изделий:

• Уплотнение поршня с асимметричным профилем
• Уплотнение поршня с асимметричным профилем и кольцом против выдавливания
• Уплотнение поршня с асимметричным профилем и направляющим кольцом
• Уплотнение поршня двухстороннего действия
• Уплотнение поршня двухстороннего действия с кольцами против выдавливания
• Уплотнение поршня двухстороннего действия с кольцами против выдавливания и направляющими кольцами
• Уплотнение поршня, усиленное пружиной

Исходя из эксплуатационных условий гидроцилиндра, а также его конструкции, в качестве материала для изготовления поршневых уплотнений могут применять следующие вещества:

1. Полиуретан PU
2. Политетрафторэтилен PTFE
3. Нитрил-бутадиеновый каучук NBR
4. Термопластичная полиэфирная смола TPE

Схема температурных режимов для резинотехнических компонентов

Уплотнение штока гидроцилиндра

Уплотнение штока гидроцилиндра по своей структуре так же является многосоставным. В стандартном виде оно содержит всего два элемента. Первый — динамический, предназначен для обеспечения низкого трения и обеспечения эксплуатации на больших скоростях. Данный элемент изготавливают из материала, совместимого со многими рабочими средами. Второй элемент — кольцо круглого сечения — статический, обеспечивает герметичность. Исходя из конструкции гидроцилиндра для уплотнения штока, применяют следующие виды изделий:

• Полукомпактное уплотнение штока
• Полукомпактное уплотнение штока с дополнительной уплотнительной кромкой
• Полукомпактное уплотнение штока с дополнительной уплотнительной кромкой и с кольцом против выдавливания
• Полукомпактное уплотнение штока с дополнительной уплотнительной кромкой, с кольцом против выдавливания и с усиливающим элементом
• Уплотнение штока с асимметричным профилем
• Уплотнение штока с асимметричным профилем и дополнительной уплотнительной кромкой
• Уплотнение штока с асимметричным профилем, с дополнительной уплотнительной кромкой и с кольцом против выдавливания
• Одностороннее уплотнение штока
• Компактное уплотнение штока одностороннего действия с кольцом против выдавливания и эластичным уплотнительным элементом
• Уплотнение штока, усиленное пружиной
• Двухстороннее уплотнение штока

Исходя из эксплуатационных условий работы гидроцилиндра и типа конструкции, в качестве материала для изготовления штоковых уплотнений могут использовать следующие вещества:

1. Полиуретан PU
2. Политетрафторэтилен PTFE
3. Нитрил-бутадиеновый каучук NBR
4. Термопластичная полиэфирная смола TPE

Схема температурных режимов для резинотехнических компонентов

Опорно-направляющие кольца для гидроцилиндра

Опорно-направляющие кольца используют как заменитель стандартных направляющих из бронзы. Эти изделия способны обеспечивать прямолинейное движение штока, предотвращая контакт металла штока с металлом на крышке гидроцилиндра (опорно-направляющие кольца штока) либо же контакт металла поршня и гильзы (опорно-направляющие кольца поршня) в момент воздействия нагрузок радиального типа перпендикулярно направления их движения. По типу конструкции, опорно-направляющие кольца имеют следующее предназначение:

• Штоковое опорно-направляющее кольцо
• L-образное штоковое опорно-направляющее кольцо
• Т-образное штоковое опорно-направляющее кольцо
• Поршневое опорно-направляющее кольцо
• Опорно-направляющее кольцо штока и поршня
• Опорно-направляющее кольцо плунжерного гидроцилиндра

Исходя из эксплуатационных условий работы гидроцилиндра и типа его конструкции, могут быть использованы следующие материалы для изготовления опорно-направляющих колец:

1. Фторопласт
2. Полиамид
3. Армированная ткань

Гидравлические манжеты для уплотнения гидроцилиндра

Гидравлические манжеты применяют для уплотнения зазоров между цилиндром и штоком, либо цилиндром и штоком, либо цилиндром и плунжером в различных типах гидравлических механизмов, которые функционируют за счет возвратно-поступательных движений. При этом гидравлические манжеты могут иметь разные конструкционные типы исполнения, которые задействуют в зависимости от рабочего давления, рабочей температуры, а также их скорости перемещения. Кроме того, гидравлические манжеты группируют по следующим стандартам:

• Уплотнения шевронные резинотканевые ГОСТ 22704-77
• Манжеты уплотнительные резиновые для гидравлических устройств ГОСТ 14896-84

В системах, где требуется высокий уровень износостойкости, для замены резиновых манжет используют манжеты из полиуретана. Таким образом, материалом изготовления может быть:

1. Резинотехническая основа
2. Резинотканевая основа
3. Полиуретановая основа

Схема температурных режимов для резинотехнических компонентов

Резиновые уплотнительные кольца для гидроцилиндров

Резиновые уплотнительные кольца используются в гидроцилиндрах для предотвращения вероятности протекания рабочей среды. Кроме того, они позволяют уплотнить имеющиеся в устройстве зазоры между штоком и крышкой цилиндра, или поршнем и крышкой цилиндра. Примечательно, что резиновые уплотнительные кольца могут работать как в соединениях статичного типа, так и в подвижных соединениях, например, при возвратно-поступательном движении. По типу сечений резиновые уплотнительные кольца разделяют на следующие:

• Резиновые уплотнительные кольца круглого сечения
• Резиновые уплотнительные кольца прямоугольного сечения
• Резиновые уплотнительные кольца х-образного типа сечения

Исходя из условий эксплуатации гидроцилиндра, в частности, диапазона рабочих температур и рабочей среды, резиновые уплотнительные кольца делают из следующих материалов:

1. Нитрил-бутадиеновый каучук
2. Фтористый каучук
3. Силиконовый каучук