Уплътнителният пръстен струва малко, но изходът му от строя спира хидравличната преса, спада налягането в цилиндъра и залива възела с масло. Когато гуменият пръстен се вдървява, напуква и започва да пропуска на всеки няколко месеца, ремонтният персонал го сменя отново и отново, а линията престоява. Полиуретановите пръстени ТИМОЛ имат износоустойчивост 2-5 пъти по-висока от стандартната гума, задържат налягането без остатъчна деформация и работят в диапазон от -60 до +100 °C. По-долу разглеждаме където именно работят такива пръстени, с какво превъзхождат гума, силикон и флуоропласт, как да изберем твърдостта и да поръчаме изработка по чертеж.
Где се прилагат полиуретановите пръстени
Полиуретановите пръстени стоят там, където е нужна херметичност под налягане и устойчивост на триенето едновременно. Това са уплътнения на хидравлични и пневматични цилиндри, запорна арматура, фланцови съединения на тръбопроводи, щокови и бутални групи, възли, работещи в вода, масло и слабоагресивни разтвори. Пръстенът се притиска към повърхностите и осигурява плътен натяг, а еластичността на полиуретана компенсира микронеравностите и биенето.
В подвижни възли пръстенът е подложен на постоянно триене по щока или цилиндъра. Именно тук полиуретанът печели срещу гумата най-много: по износване по DIN 53516 при полиуретана е 38-39 мм³, докато при гумата SBR показателят достига 100-200 мм³, тоест гумата се изтрива пъти по-бързо при еднакъв ход на щока. В статичните съединения пръстенът изпълнява роля на херметизираща уплътнительна пластина, и тук е важна способността на материала да задържа форма под продължително натягане без остатъчна деформация.
Технологията на свободно леене позволява да се изработи пръстен с всякакво сечение: кръгло, правоъгълно, овално, с фаска или нестандартен профил под конкретно посадъчно място. Готовите типоразмери и изработката по чертеж са представени в каталога на полиуретановите изделия.
Защо полиуретанът превъзхожда гума, силикон и флуоропласт
Полиуретанът съчетава износоустойчивост, якост и еластичност в пропорция, недостижима за класическите материали на уплътнения. Гумата е херметична, но бързо се изтрива и остарява; флуоропластът е химически инертен, но има ниска износоустойчивост; силиконът издържа температурата, но е слаб на разкъсване. Полиуретанът затваря и трите слаби места едновременно.
В сравнение с гумата NBR (износване 80-150 мм³) и SBR (100-200 мм³) полиуретанът губи в абразивния тест само 38-39 мм³. Якостта на разкъсване при полиуретана е 39-87 МПа срещу 10-25 МПа при нитрилната гума, затова пръстенът не се разкъсва по ръбовете и по-добре задържа натяга. Силиконовата гума обхваща широк температурен диапазон, но износването й е 150-350 мм³, а якостта на разкъсване само 5-12 МПа, затова като работно уплътнение под налягане тя не е конкурент. Флуоропластът има минимално триене и химическа инертност, но износването му е 200-500 мм³ и склонността му към пълзене под натоварване го правят подходящ по-скоро за антифрикционни пластини на плъзгане, отколкото за натоварени уплътнения.
Още едно предимство на полиуретана е механичната памет. След снемане на налягането материалът се връща към началната форма, докато гумата с времето дава остатъчна деформация и спира да херметизира. Това пряко удължава интервала между ремонтите.
Сравнителна таблица на материалите за уплътнителни пръстени
| Материал | Износване DIN 53516, мм³ | Работна t, °C | Твърдост | Якост на разкъсване, МПа | Еластичност на отскок, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Полиуретан ТИМОЛ | 38-39 | -60…+100 | 85A-95A | 39-87 | 34-61 |
| Каучук NBR | 80-150 | -30…+100 | 40A до 90A Shore | 10-25 | 20-45 |
| Каучук SBR | 100-200 | -40…+80 | 40A до 80A Shore | 8-20 | 30-55 |
| Силиконова гума | 150-350 | -60…+230 | 20A до 80A Shore | 5-12 | 40-65 |
| Флуоропласт PTFE | 200-500 | -200…+260 | 50D до 65D Shore | 15-35 | н/д |
Таблицата показва защо в натоварени подвижни уплътнения полиуретанът няма равни сред еластомерите: най-ниско износване (38-39 мм³) се съчетава с най-висока якост на разкъсване (39-87 МПа). Силиконът и флуоропластът печелят само по температурния диапазон, затова се избират тясно под топлоустойчиви или химически агресивни условия, при които износването не е определящо.
Съвет на инженера: за подвижни уплътнения на хидравлични цилиндри вземайте твърдост по-близо до горната граница на диапазона (65-70 Shore D за натоварени щокове), за да не се изтисква пръстенът в хлабината под високо налягане. За статични херметизиращи пръстени, при които трябва да се компенсира неравността на фланеца, избирайте по-меки марки в зона 70-90 Shore A. И винаги проверявайте радиуса на сечението и ширината на канала преди поръчката: пръстенът трябва да запълва посадъчното място без излишно натягане.
Как да изберем пръстен за конкретен възел
Подборът започва от геометрията на посадъчното място. За пръстен с кръгло сечение са нужни вътрешен и външен диаметри, радиус на сечението и размерите на канала. За правоъгълни и фасонни пръстени е нужен чертеж на профила. Тези размери определят натяга и херметичността на съединението.
После се оценяват условията на работа. Работното налягане и скоростта на движение на щока определят твърдостта: колкото по-високо е налягането, толкова по-твърд е нужен пръстенът, за да се избегне изтискването му в хлабината. Температурата на средата трябва да е в диапазона -60 до +100 °C, в който полиуретанът запазва еластичност и не крехва. Типът на средата, масло, вода, слаба киселина или разтвор на соли, влияе на избора на рецептурата на полимера.
Отделно се отчита монтажът. Пръстенът се поставя в канала или на посадъчната повърхност с препоръчителен натяг, без усукване и повреда на ребрата. Правилна фаска на входа на цилиндъра и чиста повърхност без задиранки удължават ресурса на уплътнението. Технически препоръки за подбора и монтажа са събрани в раздела справочна информация.
Изработка на полиуретанови пръстени по размер
Пръстени с нестандартни типоразмери се изработват чрез свободно леене в матрица по чертеж или мостра на поръчителя. Първо се съгласуват геометрията на сечението, твърдостта и рецептурата под средата, след това се изработва оснащението и се залива полиуретанът. Полимеризацията протича при контролирана температура, след което изделието се проверява за съответствие с размерите.
Такъв подход позволява да се пресъздаде дори снет от производство или вносен пръстен, за който трудно се намери заместител. Достатъчно е да се предостави мостра или стар пръстен за измерване. Обемът на поръчката е гъвкав: от един детайл за спешен ремонт до серийни партиди за планово обслужване на парк от оборудване.
За поръчка на пръстени под вашия възел или консултация по избора на твърдост и материал се обращайте чрез контактите на завод ТИМОЛ. Инженерите ще помогнат да подберат профила, да изчислят натяга и ще организират изработката под вашите изисквания.