Conocimiento y diseño de fórmulas de juntas tóricas de caucho.
Focas:
En los sistemas hidráulicos y sus sistemas, los sellos se utilizan para evitar fugas del medio de trabajo y la intrusión de polvo externo y materias extrañas. El componente de sellado es el sello.
Las fugas externas provocarán un desperdicio de medios, contaminarán la máquina y el medio ambiente e incluso provocarán un mal funcionamiento de la maquinaria y el equipo y accidentes personales.
Una fuga en la eficiencia volumétrica del sistema hidráulico provocará una fuerte disminución, no se alcanzará la presión de trabajo especificada o incluso no funcionará correctamente.
La intrusión de pequeñas partículas de polvo en el sistema puede provocar o agravar la fricción y el desgaste de los componentes hidráulicos, provocando además fugas.
Por lo tanto, los sellos y sellos de equipos hidráulicos son un componente importante. Su confiabilidad y vida útil son un indicador importante de la calidad de un sistema hidráulico.
Además del sellado de espacios, el uso de sellos es necesario para controlar el acoplamiento entre dos superficies adyacentes sellando un espacio mínimo debajo para controlar el espacio entre el líquido.
En sellos de contacto, encaje a presión sellos autosellantes y autosellantes con autoapriete (es decir, el labio de sellado).
Introducción a las juntas tóricas de caucho
El anillo de sellado tipo O es un anillo de goma con una sección transversal circular. Debido a que su sección transversal tiene forma de O, se le llama anillo de sellado tipo O. , también llamada junta tórica. Comenzó a aparecer a mediados-19del siglo XIX, cuando se utilizaba como elemento sellador de cilindros de máquinas de vapor. Es el tipo más utilizado de sistemas de transmisión hidráulica y neumática. Generalmente se le llama O-Ring en las empresas taiwanesas y japonesas.
La junta tórica es una junta anular de goma con una sección transversal circular. Se utiliza principalmente para evitar fugas de medios líquidos y gaseosos en componentes mecánicos en condiciones estáticas. En algunos casos, la junta tórica también se puede utilizar para movimiento alternativo axial. y elementos de sellado dinámicos con movimiento giratorio de baja velocidad. Según las diferentes condiciones, se pueden seleccionar diferentes materiales que se adapten a ellas.
Al seleccionar una junta tórica, debería intentar utilizar una junta tórica con una sección transversal grande. Bajo el mismo espacio, el volumen de la junta tórica introducida en el espacio debe ser menor que el valor máximo permitido.
Para diferentes tipos de aplicaciones de sellado fijo o sellado dinámico, las juntas tóricas proporcionan a los diseñadores un elemento de sellado eficaz y económico. La junta tórica es un elemento de sellado bidireccional. La compresión inicial en dirección radial o axial durante la instalación le da a la junta tórica su propia capacidad de sellado inicial. La fuerza de sellado generada por la presión del sistema y la fuerza de sellado inicial se combinan para formar una fuerza de sellado total, que aumenta a medida que aumenta la presión del sistema. Las juntas tóricas desempeñan un papel destacado en situaciones de sellado estático. Sin embargo, en situaciones dinámicas adecuadas, a menudo se utilizan juntas tóricas, pero están limitadas por la velocidad y la presión en el sello.
Tiene las siguientes ventajas:
1) Estructura compacta, fácil de montar y desmontar.
2) Se pueden utilizar sellos estáticos y dinámicos.
3) La resistencia a la fricción dinámica es relativamente pequeña,
4) Usando una sola pieza de junta tórica, se puede sellar en ambas direcciones.
Especificaciones y estándares de juntas tóricas
Las especificaciones y modelos de juntas tóricas incluyen principalmente especificaciones de juntas tóricas UHSO, especificaciones de juntas tóricas UHPO, especificaciones de juntas tóricas UNO, especificaciones de juntas tóricas DHO, especificaciones de juntas tóricas del vástago del pistón, juntas tóricas resistentes a altas temperaturas, juntas tóricas resistentes a altas presiones. -anillos, juntas tóricas resistentes a la corrosión Anillo, junta tórica resistente al desgaste.
Las juntas tóricas tienen un excelente rendimiento de sellado y una larga vida útil. La vida útil de los sellos de presión dinámica es 5-10 veces más larga que la de los productos de sellado de caucho convencionales, hasta decenas de veces más. En determinadas condiciones, puede tener la misma vida útil que la matriz de sellado.
La resistencia a la fricción de la junta tórica es pequeña y las fuerzas de fricción dinámica y estática son iguales, que es 1/2-1/4 de la fuerza de fricción del anillo de goma en forma de "0". Puede eliminar el fenómeno de "gateo" del movimiento a baja velocidad y baja presión.
La junta tórica es altamente resistente al desgaste y tiene una función de compensación elástica automática después de que se desgasta la superficie de sellado.
La junta tórica tiene buenas propiedades autolubricantes y puede usarse como sello de lubricación sin aceite.
Junta tórica La junta tórica tiene una estructura simple y es fácil de instalar.
Presión de trabajo de la junta tórica: 0-300MPa; velocidad de trabajo: Inferior o igual a 15 m/s; Temperatura de trabajo: -55-250 grados.
Medios aplicables para juntas tóricas: aceite hidráulico, gas, agua, lodo, petróleo crudo, emulsión, agua-glicol, ácido.
Rango de aplicación de juntas tóricas
Los anillos de sellado tipo O son adecuados para su instalación en diversos equipos mecánicos y desempeñan una función de sellado en condiciones estáticas o en movimiento bajo temperaturas, presiones y diferentes medios líquidos y gaseosos específicos. Varios tipos de sellos se utilizan ampliamente en máquinas herramienta, barcos, automóviles, equipos aeroespaciales, maquinaria metalúrgica, maquinaria química, maquinaria de ingeniería, maquinaria de construcción, maquinaria de minería, maquinaria petrolera, maquinaria plástica, maquinaria agrícola y varios tipos de instrumentos y medidores. elemento. Las juntas tóricas se utilizan principalmente para sellado estático y sellado alternativo. Cuando se utiliza para sellado por movimiento giratorio, se limita a dispositivos de sellado giratorios de baja velocidad. Las juntas tóricas generalmente se instalan en ranuras con una sección transversal rectangular en el círculo exterior o interior para sellar. La junta tórica sigue desempeñando un buen papel de sellado y absorción de impactos en entornos como aceite, ácido, álcali, abrasión y erosión química. Por lo tanto, las juntas tóricas son los sellos más utilizados en sistemas de transmisión hidráulica y neumática.
Junta tórica de caucho de alto rendimiento
Fluoro Carbon Rubber es un caucho que contiene flúor en la molécula. Hay varios tipos según el contenido de flúor (es decir, la estructura del monómero). DuPont lanzó por primera vez el caucho fluorado hexafluorado, actualmente ampliamente utilizado, con el nombre comercial "Viton". Su resistencia a altas temperaturas es mejor que la del caucho de silicona y tiene una excelente resistencia química, resistencia a la mayoría de los aceites y solventes (excepto cetonas y ésteres), resistencia a la intemperie y resistencia al ozono; su resistencia al frío es pobre y el rango de temperatura de uso general es de -20 ~250 grados. La fórmula especial puede soportar bajas temperaturas de hasta -40 grados.
La junta tórica es una junta tórica de goma con una sección transversal circular. Debido a que su sección transversal tiene forma de O, se le llama junta tórica. Las juntas tóricas de caucho son los sellos más utilizados en sistemas de transmisión hidráulica y neumática. Generalmente, las juntas tóricas de caucho rara vez se utilizan en dispositivos de sellado con movimiento giratorio. Las juntas tóricas de caucho generalmente se instalan en ranuras con una sección transversal rectangular en el círculo exterior o interior para sellar.
El caucho fluorado (FKM) es un elastómero orgánico copolimerizado por monómeros que contienen flúor. Sus características incluyen resistencia a temperaturas de hasta 300 grados, resistencia a ácidos y álcalis y resistencia al aceite, que son las mejores entre los cauchos resistentes al aceite. Tiene buena resistencia a la radiación y alta resistencia al vacío; aislamiento eléctrico, propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión química, resistencia al ozono y resistencia atmosférica. La resistencia al envejecimiento es excelente. Las desventajas son una procesabilidad deficiente, un precio elevado, una resistencia al frío deficiente y una elasticidad y transpirabilidad bajas.
Rango de temperatura de funcionamiento: -40 grados ~+300 grados. Con el desarrollo de la industria, las juntas tóricas de caucho fluorado se utilizan ampliamente en automóviles, electrónica, industria aeroespacial, barcos, etc., que requieren una precisión relativamente alta, resistencia a altas temperaturas, alta resistencia al desgaste y entornos de trabajo hostiles. Con el desarrollo de la industria, los materiales de caucho fluorado también estamos mejorando e innovando constantemente. Las siguientes son las propiedades y el ámbito de aplicación de los materiales de caucho fluorado ampliamente utilizados.
ventaja:
Puede resistir el calor hasta 250 grados y es resistente a la mayoría de los aceites y solventes, especialmente todos los ácidos, hidrocarburos alifáticos, hidrocarburos aromáticos y aceites animales y vegetales. Buena estabilidad química, excelente resistencia a altas temperaturas, buena resistencia al envejecimiento, excelente rendimiento al vacío, excelentes propiedades mecánicas, buenas propiedades de aislamiento, excelente rendimiento al vacío, excelentes propiedades mecánicas, buenas propiedades de aislamiento
defecto:
No se recomienda su uso con cetonas, ésteres de bajo peso molecular y mezclas que contienen nitratos. Automóviles, locomotoras, motores diésel y sistemas de combustible.
Los principales materiales de los productos de junta tórica incluyen
Caucho de nitrilo (NBR): Este material tiene una temperatura máxima de 130 grados y una dureza de 50-90 grados. Tiene especificaciones completas. Tiene buenas propiedades mecánicas y es resistente a lubricantes y grasas de base mineral.
Caucho flúor (FPM): Este material puede alcanzar temperaturas de hasta 240 grados y tiene especificaciones completas. Es famoso por sus buenas propiedades, como la resistencia a altas temperaturas y la resistencia química. Además, también tiene buenas propiedades antienvejecimiento y antioxidantes, y una permeabilidad a los gases muy baja (especialmente adecuada para dispositivos de vacío a gran altura).
Caucho EPDM: tiene un rango de temperatura de -50 grados a 150 grados y es resistente al agua caliente, al vapor, al envejecimiento y a los productos químicos. Es adecuado para agua caliente, vapor, detergente, solución de hidróxido de potasio, aceite y grasa de silicona, una variedad de ácidos diluidos y productos químicos (medicamentos). Está especialmente recomendado por su resistencia a los líquidos de frenos glicolados, pero no es compatible con todos los productos de aceite mineral (lubricantes, carburantes).
Silicona (SI): el caucho de silicona tiene el rango de temperatura de funcionamiento más amplio (-60-180 grados), es inofensivo, no tóxico e inodoro, tiene una excelente resistencia al envejecimiento por ozono, al envejecimiento por oxígeno, al envejecimiento por luz y al envejecimiento por intemperie, y tiene una excelente aislamiento eléctrico Rendimiento, propiedades superficiales especiales e inercia fisiológica, alta transpirabilidad
También existen muchos tipos de materiales como: caucho de poliuretano (PU), caucho natural (NR), caucho butílico (BU), polietileno sulfonado (CSM), politetrafluoroetileno (PTFE), caucho neopreno (CR), caucho acrílico (ACM) y otros materiales.
Diseño compuesto de anillo de sellado de caucho en forma de O
<1>Principios del diseño de fórmulas.
La fórmula del caucho generalmente consiste en caucho en bruto, un sistema de agente de refuerzo antioxidante de vulcanización, un sistema de protección, un sistema de refuerzo y un sistema de ablandamiento. El propósito del diseño de fórmulas es encontrar la mejor combinación de varios componentes para obtener un buen rendimiento general. En última instancia, el diseño de la fórmula debería lograr los siguientes objetivos:
1. Cumplir con los requisitos de rendimiento del anillo de sellado.
2. La tecnología de procesamiento del caucho tiene un buen rendimiento.
3. Bajo la premisa de garantizar la calidad del producto, intente elegir materias primas que sean baratas, ricas en fuentes, no tóxicas o poco tóxicas y que tengan un rendimiento estable.
Las fórmulas de caucho se pueden dividir en fórmulas de prueba y fórmulas prácticas según sus usos. El primero tiene como objetivo estudiar o identificar la relación entre una determinada materia prima y las propiedades del caucho vulcanizado y el caucho mixto, y se esfuerza por tener una composición simple. La fórmula práctica estudia principalmente la relación entre el rendimiento del caucho vulcanizado, el rendimiento real del producto y el rendimiento del proceso del caucho compuesto. El proceso de formulación de una fórmula práctica es:
Análisis de las condiciones ambientales y proceso de fabricación utilizado por el producto - à selección de tipos de caucho y diversos ingredientes que componen la fórmula, fórmula de prueba - à prueba de evaluación del desempeño - à ajuste y mejora de componentes - à ampliar la prueba para determinar la fórmula práctica .
<2>Diseño de compuesto sellador de junta tórica
El complejo y diverso entorno de trabajo del anillo de sellado de caucho en forma de O requiere que su material de caucho tenga ciertas propiedades especiales. En los sistemas hidráulicos se requiere buena resistencia al aceite, resistencia a la temperatura, baja deformación permanente por compresión y cierta resistencia a la tracción. Como sello dinámico, además de los requisitos, el material de caucho también debe tener buena resistencia al desgaste y al desgarro. Para sellar medios especiales, se requiere que el cambio de volumen y el cambio de dureza del material de caucho en el medio sean pequeños. En resumen, el diseño de la fórmula debe considerarse de manera integral en función de las condiciones de trabajo específicas, el tipo de medio, la temperatura de funcionamiento, la presión de trabajo y el estado de la aplicación.
<3>Procesamiento de caucho de sellado de junta tórica
En la actualidad, el método de producción de anillos de sellado de caucho en forma de O es principalmente mediante moldeo. Entre ellos, los métodos de vulcanización de productos moldeados incluyen principalmente el moldeo por placa plana, el moldeo por transferencia y el moldeo por inyección. El método de moldeo de placa plana tiene la historia más larga. El moldeo por transferencia comenzó a utilizarse alrededor de la década de 1950, mientras que el moldeo por inyección pasó gradualmente de la industria del plástico a la industria del caucho en la década de 1960. La tendencia de desarrollo actual es desarrollar gradualmente el método de presión de inyección, pero debido al diferente alcance de adaptación. Sigue siendo una realidad que los tres pueden coexistir y desarrollarse. Según sus características, los anillos de sellado en forma de O todavía utilizan el moldeo de placa plana como método principal de formación.
Durante el proceso de vulcanización por moldeo, la temperatura, el tiempo y la presión de vulcanización deben controlarse estricta y correctamente, y se debe prestar atención en cualquier momento a los cambios en parámetros como la temperatura durante el proceso de vulcanización y tratarlos en consecuencia. De lo contrario, el producto puede estar poco o demasiado sulfurado. Si se utiliza un sistema de control automático, todo el proceso de vulcanización se registrará y controlará automáticamente para garantizar que el producto alcance el grado correcto de vulcanización.
La temperatura de vulcanización es una de las condiciones básicas para la reacción de vulcanización de las juntas tóricas de caucho. Afecta directamente la velocidad de vulcanización y la calidad del producto. La temperatura de vulcanización es alta, la velocidad de vulcanización es rápida y la eficiencia de producción es alta; la temperatura de vulcanización es baja, la velocidad de vulcanización es lenta. La temperatura de vulcanización depende de la formulación, la más importante de las cuales depende del tipo de caucho y del sistema de vulcanización utilizado. La temperatura de vulcanización más adecuada del caucho natural es generalmente de 143 grados -150 grados, y la del caucho sintético es generalmente de 150 grados -180 grados. El tiempo de vulcanización generalmente se determina mediante experimentos de acuerdo con la temperatura de vulcanización determinada.
Los productos de caucho se presurizan durante el proceso de vulcanización. El propósito es hacer que el material de caucho fluya fácilmente y llene la cavidad del molde, evitar que se generen burbujas durante el proceso de vulcanización y mejorar la densidad del producto. El tamaño de la presión de vulcanización depende de la dureza del material de caucho y del tamaño del molde. Cuando la dureza del material de caucho es alta y el tamaño del molde es grande, la presión puede ser mayor; de lo contrario, la presión debe reducirse adecuadamente.