Un cilindru hidraulic începe să piardă fluid când manșeta își pierde elasticitatea sau se uzează pe tijă: presiunea scade, linia se oprește, iar reparația se reduce la căutarea unei etanșări de profilul potrivit. O manșetă standard din cauciuc adesea nu este la îndemână în dimensiunea necesară, iar durata ei de viață într-un ansamblu dinamic este mică. Fabricarea manșetelor din poliuretan rezolvă ambele probleme: poliuretanul turnat menține etanșarea de câteva ori mai mult decât cauciucul și se toarnă pentru orice profil după desen. În continuare voi explica de ce o manșetă din poliuretan este mai bună decât una din cauciuc sau din PTFE, cum se alege duritatea, prin ce tehnologie se face și ce este necesar pentru o comandă la fabrică.
De ce o manșetă din poliuretan durează mai mult decât una din cauciuc
Poliuretanul îmbină rezistența la uzură cu o rezistență ridicată la tracțiune, de aceea o manșetă făcută din el menține etanșeitatea într-un ansamblu mobil mai mult timp decât una din cauciuc și rezistă mai bine la extrudarea în interstițiu sub presiune. Acesta este motivul principal al trecerii la etanșările din poliuretan în hidraulică.
Suprafața de lucru a manșetei se freacă permanent de tijă sau de peretele cilindrului, iar tocmai uzura determină durata de viață. Abraziunea poliuretanului turnat conform DIN 53516 este de 38-39 mm³, în timp ce la cauciucul NBR, cel mai răspândit material de etanșare, ajunge la 80-150 mm³. În aceleași condiții, o buză din poliuretan se uzează de câteva ori mai lent. Al doilea factor este rezistența la tracțiune: la poliuretan este de 39-87 MPa față de 10-25 MPa la cauciucul NBR. O rezistență mai mare înseamnă că manșeta nu se rupe la buză și nu este extrudată în interstițiul dintre tijă și ghidaj sub o presiune pulsatorie.
Poliuretanul rezistă de asemenea la uleiuri și fluide hidraulice la nivelul cauciucului rezistent la uleiuri, dar îl depășește semnificativ la uzură. Intervalul de lucru de la -60 la +100 °C acoperă majoritatea sistemelor hidraulice industriale, de la utilaje în frig până la ansambluri încălzite.
Un alt avantaj este rezistența la sfâșiere la buză. Buza de etanșare a manșetei lucrează permanent la limită, cuprinzând tija la fiecare cursă. Cauciucul cu rezistență mică la tracțiune fisurează rapid această zonă, iar manșeta începe să piardă într-un firicel subțire chiar și cu partea principală intactă. Poliuretanul, cu rezistența sa mai mare, menține buza intactă mult mai mult timp, astfel încât etanșarea cedează treptat și previzibil, nu printr-o scurgere bruscă. Pentru sistemele hidraulice în care o cedare bruscă a etanșării înseamnă o oprire de urgență, această previzibilitate a duratei de viață este adesea mai importantă decât cifra rezistenței la uzură în sine.
Comparație în cifre a materialelor pentru manșete
Pentru etanșări contează trei parametri deodată: rezistența la uzură, rezistența la tracțiune și rezistența la mediu. Mai jos sunt rezumate caracteristicile de referință ale materialelor din care se fac cel mai des manșete și simeringuri.
| Material | Abraziune (DIN 53516), mm³ | Temperatura de lucru, °C | Duritate | Rezistență la tracțiune, MPa | Rezistență la uleiuri |
|---|---|---|---|---|---|
| Poliuretan (TIMOL) | 38-39 | -60…100 | 85A-95A | 39-87 | excelentă |
| Cauciuc NBR | 80-150 | -30…100 | 40A - 90A | 10-25 | bună |
| Cauciuc siliconic | 150-350 | -60…230 | 20A - 80A | 5-12 | moderată |
| PTFE | 200-500 | -200…260 | 50D - 65D | 15-35 | excelentă |
Cifrele explică de ce poliuretanul domină în etanșările dinamice. Cauciucul siliconic suportă un interval larg de temperatură, dar abraziunea sa de 150-350 mm³ și rezistența de doar 5-12 MPa îl fac nepotrivit pentru manșete mobile solicitate; este un material pentru garnituri statice rezistente la căldură. PTFE este inert chimic și lucrează până la +260 °C, însă abraziunea sa de 200-500 mm³ și fluajul sub sarcină îi limitează durata de viață în ansambluri cu frecare. Cauciucul NBR este ieftin și rezistent la uleiuri, dar este de 3 până la 4 ori mai slab decât poliuretanul la uzură și de două ori la rezistență. Poliuretanul oferă cel mai bun echilibru tocmai pentru etanșările mobile sub presiune.
Pentru etanșările tijelor și pistoanelor nu reduceți duritatea de dragul moliciunii. O buză prea moale este extrudată sub presiune în interstițiul dintre tijă și ghidaj și se distruge repede. Pentru etanșările mobile luați valorile de duritate mai mari; aceasta prelungește direct durata de viață. Lăsați sorturile moi pentru etanșările de contact statice la presiune mică.
Tehnologia fabricării manșetelor prin turnare liberă
Manșetele din poliuretan se toarnă prin tehnologia turnării libere, care nu necesită o matriță sub presiune costisitoare și de aceea este justificată economic chiar și pentru o piesă de reparație unitară. Acesta este un avantaj esențial atunci când este necesară o manșetă cu profil nestandard pentru un ansamblu concret.
Procesul începe cu pregătirea unei forme pentru profilul de manșetă necesar: diametrul de așezare, înălțimea, forma buzei de etanșare. Poliuretanul de duritatea dată se toarnă în formă și se polimerizează, după care piesa se aduce la dimensiunea exactă dacă este nevoie. Deoarece turnarea liberă permite reproducerea unei geometrii complexe, fabrica realizează nu doar manșete, ci și simeringuri pentru etanșarea arborilor și inele de amortizare pentru hidraulică și pneumatică. Materialul nu lasă urme pe suprafețele conjugate și nu atrage impurități, astfel încât ansamblul rămâne curat mai mult timp. Citiți mai multe despre serviciul de fabricare în secțiunea Servicii.
Alegerea durității în etapa turnării este critică. Același poliuretan la durități diferite se comportă ca materiale diferite: o buză moale se așază mai bine, dar ține presiunea mai slab, una dură invers. De aceea tehnologul stabilește duritatea în funcție de condițiile concrete de etanșare.
Turnarea liberă este avantajoasă și prin faptul că permite realizarea de dimensiuni de reparație. Când tija sau cilindrul au fost deja rectificate pentru reparație și o manșetă standard nu se potrivește ca diametru, forma se pregătește pentru dimensiunea reală a pieselor conjugate. Aceasta salvează un ansamblu uzat care altfel ar trebui casat din lipsa unei etanșări de dimensiunea potrivită în cataloage. Pentru echipamente vechi sau rare, scoase din producție, fabricarea unei manșete după dimensiunile reale este adesea singura modalitate de a repune mașina în funcțiune.
Unde se folosesc manșetele din poliuretan și cum se comandă
Manșetele, simeringurile și inelele de etanșare din poliuretan lucrează în instalații hidraulice și pneumatice, prese, pompe hidraulice, tije de cilindri și ansambluri cu arbori rotativi. Sarcina lor este să etanșeze o îmbinare, să nu lase fluidul de lucru să iasă și să protejeze ansamblul de praf și umezeală din exterior, asigurând totodată deplasarea liberă a pieselor mobile.
Cea mai comodă modalitate de a obține o manșetă precisă este să luați dimensiunile de pe etanșarea veche și de pe piesele conjugate: diametrul tijei sau al pistonului, diametrul de așezare al canalului, lățimea și adâncimea lui, și să notați de asemenea profilul buzei. Dacă manșeta veche s-a păstrat, este suficient să o predați ca mostră, iar fabrica va reproduce geometria fără un desen separat. Când etanșarea se distruge des, merită revizuit totodată și interstițiul din ansamblu: uneori cauza nu este în materialul manșetei, ci într-un ghidaj uzat care mărește interstițiul și provoacă extrudarea buzei.
Pentru a comanda fabricarea unei manșete pentru ansamblul dumneavoastră, furnizați fabricii un desen al etanșării sau o mostră a manșetei vechi împreună cu condițiile de lucru: tipul de fluid, temperatura, natura mișcării și duritatea necesară. Pe baza acestor date, tehnologul va selecta marca de poliuretan, iar producția va reproduce profilul prin tehnologia turnării libere. Vedeți dimensiunile standard disponibile ale etanșărilor în catalog, iar pentru un calcul pe un profil nestandard adresați-vă fabricii TIMOL prin pagina Contacte.