Těsnicí kroužek stojí málo, ale jeho selhání zastaví hydraulický lis, způsobí pokles tlaku v válci a zaplaví uzel olejem. Když gumový kroužek tuhne, praská a začne propouštět každých několik měsíců, opravný personál ho mění znovu a znovu a linka stojí. Polyuretanové kroužky TIMOL mají odolnost vůči opotřebení 10× vyšší než standardní guma, drží tlak bez zbytkové deformace a pracují v rozsahu od -60 do +100 °C. Níže rozebereme, kde takové kroužky pracují, čím překonávají gumu, silikon a teflon, jak zvolit tvrdost a jak objednat výrobu dle výkresu.
Kde se polyuretanové kroužky používají
Polyuretanové kroužky stojí tam, kde je potřeba těsnost pod tlakem a odolnost vůči tření zároveň. Jsou to těsnění hydro- a pneumocylindrů, uzavírací armatury, přírubových spojů potrubí, skupin tyčí a pístů, uzlů pracujících ve vodě, oleji a slabě agresivních roztocích. Kroužek se přitlačuje na povrchy a zajišťuje těsný přesah a elasticita polyuretanu kompenzuje mikronerovnosti a házení.
V pohyblivých uzlech kroužek snáší trvalé tření o tyč nebo válec. Právě zde polyuretan vyhrává nad gumou nejvíce: dle DIN 53516 ztrácí polyuretan 38-39 mm³, zatímco guma SBR dosahuje 100-200 mm³, tedy guma se opotřebovává několikanásobně rychleji při stejném zdvihu tyče. Ve statických spojeních kroužek plní roli těsnicí podložky a zde je důležitá schopnost materiálu udržet tvar pod trvalým stlačením bez zbytkové deformace.
Technologie volného lití umožňuje vyrobit kroužek jakéhokoli průřezu: kulatého, pravoúhlého, oválného, se zkosením nebo složitým profilem pro konkrétní uložení. Typové rozměry a výroba dle výkresu jsou uvedeny v katalogu polyuretanových výrobků.
Proč polyuretan překonává gumu, silikon a teflon
Polyuretan kombinuje otěruvzdornost, pevnost a elasticitu v poměru, jehož klasické materiály těsnění nedosáhnou. Guma je těsnicí, ale rychle se opotřebovává a stárne; teflon je chemicky inertní, ale má nízkou odolnost vůči opotřebení; silikon snáší teplotu, ale je slabý na trhání. Polyuretan pokryje všechna tři slabá místa najednou.
Oproti gumě NBR (obrušování 80-150 mm³) a SBR (100-200 mm³) polyuretan ztrácí v abrazivním testu pouze 38-39 mm³. Pevnost v tahu u polyuretanu je 39-87 MPa oproti 10-25 MPa u nitrilové gumy, proto kroužek nepraská na hranách a lépe drží přesah. Silikonová guma pokrývá široký teplotní rozsah, ale její obrušování je 150-350 mm³ a pevnost v tahu pouze 5-12 MPa, proto jako pracovní těsnění pod tlakem nekonkuruje. Teflon má minimální tření a chemickou inertnost, ale obrušování 200-500 mm³ a sklon k tečení pod zatížením ho předurčují spíše pro kluzná kroužky než pro zatížená těsnění.
Srovnání materiálů pro těsnicí kroužky
| Materiál | Obrušování DIN 53516, mm³ | Pracovní t, °C | Tvrdost | Pevnost v tahu, MPa | Elasticita odrazu, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Polyuretan TIMOL | 38-39 | -60 do +100 | 85A-95A | 39-87 | 34-61 |
| Guma NBR | 80-150 | -30 do +100 | 40A - 90A | 10-25 | 20-45 |
| Guma SBR | 100-200 | -40 do +80 | 40A - 80A | 8-20 | 30-55 |
| Silikonová guma | 150-350 | -60 do +230 | 20A - 80A | 5-12 | 40-65 |
| Teflon PTFE | 200-500 | -200 do +260 | 50D - 65D | 15-35 | n/a |
Tabulka ukazuje, proč v zatížených pohyblivých těsněních polyuretan nemá rovnocennou náhradu mezi elastomery: nejnižší obrušování (38-39 mm³) se kombinuje s nejvyšší pevností v tahu (39-87 MPa). Silikon a teflon vyhrávají pouze v teplotním rozsahu, proto se volí úzce pro vysokoteplotní nebo chemicky agresivní podmínky, kde opotřebení není rozhodující.
Rada inženýra: pro pohyblivá těsnění hydraulických válců berte tvrdost blíže k horní hranici rozsahu (65-70 Shore D pro zatížené tyče), aby kroužek nebyl vytlačen do mezery pod vysokým tlakem. Pro statická těsnicí kroužky, kde je potřeba kompenzovat nerovnost příruby, volte měkčí materiál v oblasti 70-90 Shore A. A vždy ověřte poloměr průřezu a šířku drážky před objednávkou: kroužek musí zaplnit uložení bez nadměrného stlačení.
Jak vybrat kroužek pro konkrétní uzel
Výběr začíná geometrií uložení. Pro kroužek kulatého průřezu jsou potřeba vnitřní a vnější průměry, poloměr průřezu a rozměry drážky. Pro pravoúhlé a profilované kroužky je potřeba výkres profilu. Tyto rozměry určují přesah a těsnost spoje.
Dále se posoudí provozní podmínky. Pracovní tlak a rychlost pohybu tyče určují tvrdost: čím vyšší tlak, tím tužší kroužek je potřeba, aby se zabránilo vytlačení do mezery. Teplota média musí být v rozsahu -60 do +100 °C, při němž polyuretan zachovává elasticitu a nekřehne. Typ média, olej, voda, slabá kyselina nebo roztok solí, ovlivňuje výběr receptury polymeru. Technická doporučení pro výběr a montáž jsou shromážděna v sekci referenční informace.
Výroba polyuretanových kroužků na rozměr
Kroužky nestandardních typových rozměrů se vyrábějí volným litím do formy dle výkresu nebo vzorku zákazníka. Nejprve se dohodne geometrie průřezu, tvrdost a receptura pro médium, poté se vyrobí nářadí a naleje polyuretan. Polymerizace probíhá při řízené teplotě, po níž se výrobek zkontroluje na soulad s rozměry.
Tento přístup umožňuje reprodukovat i kroužek stažený z výroby nebo importní díl, pro nějž se obtížně hledá náhrada. Stačí poskytnout vzorek nebo starý kroužek k přeměření. Objem objednávky je flexibilní: od jednoho kusu na urgentní opravu po sériové dávky pro plánovanou údržbu parku zařízení.
Pro objednávku kroužků pro váš uzel nebo konzultaci o výběru tvrdosti a materiálu se obraťte prostřednictvím kontaktů závodu TIMOL. Inženýři pomohou vybrat profil, vypočítají přesah a zorganizují výrobu dle vašich požadavků.