Маслосъемный колпачок клапана течет уже пол года? Это не резиновый материал — 4 детали конструкции влияют на уплотняющий эффект

Так называемая степень сжатия, которая обозначает долю деформации, создаваемой маслосъемным колпачком после сборки, по отношению к его первоначальному размеру, является основным параметром конструкции уплотнения. Рациональность степени сжатия резинового уплотнения напрямую определяет точность склеивания уплотнительной поверхности и срок службы уплотняющих деталей. Большинство проблем с утечками через маслосъемные колпачки возникают из-за отклонения настройки этого параметра. Если степень сжатия слишком высока (обычно более 30%), резиновые уплотнения будут подвергаться чрезмерному сжатию в течение длительного времени. Внутренняя молекулярная структура резины будет повреждена, и ее эластичность постепенно снизится. В конечном итоге произойдет необратимая деформация, растрескивание и другие проблемы. В этом случае на уплотняемой поверхности образуются зазоры, в результате чего среда будет просачиваться наружу. Чрезмерное сжатие, особенно в условиях работы при высоких температурах, ускоряет процесс старения резины. Скорость старения в 2–3 раза выше, чем в нормальном сжатом состоянии, а утечки в течение полугода становятся обычным явлением. Если степень сжатия слишком мала (менее 15%), уплотнение не сможет полностью заполнить зазор между стержнем клапана и полостью уплотнения. Даже если базовое уплотнение может быть достигнуто в исходном состоянии, трудно противостоять воздействию смещения, вызванному вибрацией оборудования и колебаниями среднего давления. В краткосрочной перспективе возникнет проблема неплотного прилегания уплотняемой поверхности. Что еще более скрыто, так это то, что зазор приведет к просачиванию среды в контактную поверхность уплотнения, ускоряя износ уплотнения и образуя порочный круг утечки и наложения износа. Для резиновых маслосъемных колпачков общего назначения оптимальным диапазоном является степень сжатия от 18% до 25%. Конкретные регулировки должны быть сделаны в соответствии с рабочей температурой и давлением. Качество материала не может компенсировать отклонение в выборе степени сжатия. Только когда параметры совместимы, можно заложить прочную основу для герметизации.

Шероховатость поверхности штока клапана и полость уплотнения являются важным вспомогательным фактором, влияющим на эффект уплотнения. Даже если материал высококачественного резинового уплотнителя превосходен, если шероховатость поверхности не соответствует характеристикам уплотнителя, это все равно приведет к преждевременному выходу уплотнителя из строя. В некоторых конструкциях существует заблуждение, что «чем гладче поверхность, тем лучше», а шероховатость поверхности стержня клапана шлифуется до значения Ra ниже 0,2 мкм. Слишком низкая шероховатость уменьшит трение между уплотнительным кольцом стержня клапана и стержнем клапана. В процессе эксплуатации оборудования уплотнение склонно к смещению и отбортовке, что приведет к повреждению целостности уплотнения. В то же время на слишком гладких поверхностях трудно сформировать устойчивую смазочную пленку, а уплотнительные детали страдают от усиленного сухого трения, что приводит к значительному увеличению скорости износа уплотнений. И наоборот, если шероховатость поверхности слишком высока (значение Ra превышает 1,6 мкм), крошечные выступы, оставшиеся на поверхности, будут постоянно царапать уплотнение, и за короткий период времени на поверхности уплотнения образуются канавки износа, становящиеся каналами для утечки среды. Кроме того, шероховатые поверхности склонны к адсорбции загрязнений, что еще больше усиливает абразивный износ уплотнений и сокращает срок их службы. Для резиновых маслосъемных колпачков наиболее целесообразно контролировать шероховатость поверхности стержня клапана на уровне Ra 0,4-0,8 мкм. Этот диапазон не только обеспечивает плотное прилегание уплотняющей поверхности, но также образует тонкую и стабильную смазочную пленку, эффективно снижая износ и гарантируя стабильность уплотнения.

В процессе работы шток клапана должен совершать возвратно-поступательные или вращательные движения. Если проблема динамического эксцентриситета штока клапана не полностью учтена в конструкции, это приведет к тому, что уплотнительные детали будут испытывать неравномерное давление, что может привести к утечке. Возникновение динамического эксцентриситета в основном обусловлено двумя аспектами: во-первых, недостаточной точностью обработки стержня клапана, с отклонениями по изгибу и круглости; Вторая проблема заключается в том, что конструкция соосности уплотняющей полости между уплотняющей полостью и штоком клапана является необоснованной, что приводит к возникновению собственного эксцентриситета после сборки. В условиях динамического уплотнения эксцентриковый шток клапана будет вызывать неодинаковую степень сжатия в разных частях уплотнения, при этом одна сторона подвергается чрезмерному сжатию, а другая сторона неплотно прилегает. После длительной эксплуатации чрезмерно сжатые детали ускоряют старение и растрескивание, а слабо приклеенные детали склонны образовывать мгновенные разрывы, через которые может проникнуть среда. Этот вид ношения является скрытым. Первоначальная утечка очень мала. К моменту обнаружения очевидной утечки сальник штока клапана уже получил необратимое повреждение. Ключом к предотвращению динамического эксцентриситета является контроль звеньев конструкции и обработки: повысить точность обработки стержня клапана для обеспечения его прямолинейности и округлости; Оптимизируйте структуру уплотнительной полости, чтобы обеспечить соответствие стандарту соосности со стержнем клапана. В условиях высокочастотного возвратно-поступательного движения можно добавить направляющую втулку, чтобы ограничить качание штока клапана и обеспечить равномерное распределение усилий на резиновых уплотнениях.

Набухание резиновой среды является часто упускаемым из виду фактором, приводящим к выходу из строя уплотнения. Это явление относится к явлению, когда уплотнение при контакте со средой в трубопроводе подвергается объемному расширению, уменьшению твердости и потере эластичности из-за химических реакций. Суть данной проблемы заключается не в дефектах качества самой резины, а в неправильной совместимости материала резинового уплотнителя со средой на этапе проектирования. Средняя стойкость различных резиновых материалов значительно различается: нитрильный каучук (NBR) обладает отличной маслостойкостью, но плохой устойчивостью к кетоновым и сложноэфирным средам. фторкаучук (FKM) обладает превосходной коррозионной стойкостью, но легко подвергается воздействию аминных сред. силиконовая резина имеет относительно хорошую устойчивость к высоким температурам, но ее маслостойкость относительно слабая. Если выбор основывается исключительно на опыте в процессе проектирования без полного учета таких факторов, как состав среды и температура, маслосъемные колпачки будут постепенно разрушаться под воздействием среды. После объемного расширения они сожмут полость уплотнения или из-за снижения эластичности не смогут прилегать к стержню клапана, что в конечном итоге приведет к утечке. Процесс ухудшения среднего отека происходит постепенно. На ранней стадии явных изменений во внешнем виде уплотнения нет, но его работоспособность продолжает снижаться. Обычно критическое значение утечки достигается в течение 3-6 месяцев. Поэтому на этапе проектирования необходимо провести испытания на совместимость резиновой среды. На основе результатов испытаний следует выбрать подходящие резиновые материалы. При необходимости следует использовать модифицированные резиновые или комбинированные уплотнительные конструкции, чтобы избежать риска набухания.

При разборе проблемы течи маслосъемных колпачков за полгода выяснилось, что основная проблема заключается не в материале резины, а в отсутствии четырех основных конструктивных деталей: выбора степени сжатия, согласования шероховатости поверхности, динамического контроля эксцентриситета и адаптации среды. Эти четыре основных элемента совместно определяют стабильность уплотнительной системы, и их важность намного превышает выбор марок резиновых материалов.

DOIT Rubber — высокотехнологичное предприятие, специализирующееся на прецизионных резиновых уплотнительных компонентах для глобального здравоохранения, автомобилестроения, электроники и промышленности. Имея сертификат ISO 13485 и более 20 основных патентов, мы преуспеваем в производстве силиконовых уплотнений медицинского класса, уплотнений для внутривенных диафрагм и прокладок для диагностических устройств, соответствующих строгим требованиям, предъявляемым к аксессуарам для оборудования для диагностики in vitro (IVD). В наше портфолио также входят специальные уплотнения для автомобильной электроники, насосов, клапанов и промышленного оборудования, обеспечивающие превосходную биосовместимость, коррозионную стойкость и стабильность. Мы предлагаем услуги OEM/ODM с глобальными возможностями поставок, обслуживая клиентов в Азии, Европе и Америке. Контакт: jack_pan@doitrubber.com; WhatsApp: +86 15976889589