Prestaties en afdichtingsmechanisme van hydraulische rubberen afdichtingen
Als kerncomponenten van mechanische producten zijn hydraulische rubberen afdichtingen cruciale garanties voor de normale werking van hydraulische systemen. Ze zijn vereist in bijna alle hydraulische apparatuur en worden veel gebruikt op diverse gebieden zoals auto's, motorfietsen, bouwmachines en algemene machines. Hun kerntaak is het voorkomen van lekkage van het werkmedium (vloeistof) in het hydraulische systeem, en tegelijkertijd het blokkeren van de indringing van externe lucht, stof en andere verontreinigingen in het systeem en de componenten, het vermijden van olievervuiling, waardoor de bedrijfsefficiëntie en de werkprestaties van hydraulische producten worden gewaarborgd en de levensduur van de apparatuur wordt verlengd.
Om de stabiele en betrouwbare werking van het hydraulische systeem te garanderen, moet het gebruik van hydraulische rubberen afdichtingen voldoen aan de volgende kernprestatievereisten:
1. Minimale lekkage: Hydraulische afdichtingen moeten uitstekende afdichtingsprestaties hebben, met lekkage gecontroleerd binnen een zeer klein bereik, en de afdichtingsprestaties moeten automatisch verbeteren met de toename van de hydraulische oliedruk; zelfs onder zware arbeidsomstandigheden zoals hoge druk en hoge temperatuur, mag de lekkage niet significant toenemen om de stabiliteit van de systeemdruk te garanderen.
2. Goede compatibiliteit: Aangezien hydraulische afdichtingen langdurig worden ondergedompeld in hydraulische olie, zijn ze vatbaar voor fysieke en chemische veranderingen zoals zwelling, oplossing, broosheid of verharding, wat leidt tot het falen van de afdichtingsfunctie. Daarom is het vereist dat de afdichtingen een goede compatibiliteit hebben met de gecontacteerde hydraulische olie (werkmedium) en lange tijd stabiel kunnen werken zonder abnormale achteruitgang.
3. Lage wrijvingsweerstand: Om ongunstige verschijnselen zoals kruipen bij lage druk en vastlopen van hydraulische apparatuur te voorkomen of te onderdrukken, moeten hydraulische afdichtingen een lage statische en dynamische wrijvingsweerstand hebben, en de wrijvingscoëfficiënt moet stabiel blijven, om het energieverlies van het systeem te verminderen en de soepele werking van de apparatuur te garanderen.
4. Lange levensduur: Hydraulische afdichtingen moeten uitstekende elasticiteit, hittebestendigheid, koudebestendigheid, drukbestendigheid, slijtvastheid, evenals een zekere mate van fysieke en mechanische sterkte hebben, die zich kunnen aanpassen aan de langdurige test van complexe arbeidsomstandigheden, de vervangingscyclus kunnen verlengen en de onderhoudskosten van de apparatuur kunnen verlagen.
Afdichtingsmechanisme van hydraulische rubberen afdichtingen
Afhankelijk van de verschillende afdichtingsomstandigheden kan afdichting worden onderverdeeld in twee categorieën: statische afdichting en dynamische afdichting. Onder deze omvat statische afdichting voornamelijk drie vormen: pakkingafdichting, afdichtingskitafdichting en directe contactafdichting, die geschikt zijn voor scenario's waar geen relatieve beweging is tussen de afdichtingsvlakken; dynamische afdichting kan worden onderverdeeld in twee basistypen: roterende afdichting en heen-en-weer gaande afdichting, die geschikt zijn voor arbeidsomstandigheden waar relatieve beweging is tussen de afdichtingsvlakken.
Het afdichtingsmechanisme van hydraulische rubberen afdichtingen omvat voornamelijk twee kernschakels: de ene is holteaafdichting, waarvan de kern is om de nauwkeurige positionering van de buitenrand (statische component) van de afdichting in de installatieholte te garanderen, waardoor wordt voorkomen dat het medium lekt uit de passing tussen de afdichting en de holte; de andere is dynamische afdichting, dat wil zeggen, de contactafdichting tussen de afdichtingslip en het oppervlak van de roterende as, wat de sleutel is voor de afdichting om de kernafdichtingsfunctie te realiseren en direct de kwaliteit van het afdichtingseffect bepaalt.
Het afdichtingsmechanisme van het contactgebied van de afdichtingslip is van doorslaggevend belang voor het uitoefenen van zijn afdichtingsfunctie. Het afdichtingseffect hangt voornamelijk af van drie belangrijke factoren: het structurele ontwerp van de afdichtingslip, de structurele kenmerken van het elastische materiaal en de ruwheid van het roterende asoppervlak. Het gecombineerde effect van de radiale kracht van de afdichtingslip, het ontwerp van de liphoek en het ontwerp van de afstand tussen de lip-punt en het veercentrum zal een asymmetrisch verdeelde contactdruk vormen in het contactgebied tussen de afdichtingslip en het asoppervlak——de contactdruk aan de olie-zijde is het grootst en vertoont een steile stijgende trend, terwijl de contactdruk aan de lucht-zijde langzaam afneemt onder een kleine hoek.
Onder invloed van interferentie passing (de binnendiameter van de afdichtingslip in de vrije toestand is ontworpen om iets kleiner te zijn dan de diameter van de as), zal deze asymmetrisch verdeelde contactdruk, gecombineerd met de circulaire ringkracht die wordt gegenereerd door de rotatie van de roterende as, structurele elastische vervorming veroorzaken in het contactgebied van de afdichtingslip. Deze vervormingsstructuur van het afdichtende elastomeer wordt geleidelijk gevormd tijdens de inloopperiode van de oliekeerring, wat een doorslaggevende rol speelt in de afdichtingsprestaties. Daarom heeft de hydraulische rubberen afdichting een inloopperiode nodig voordat deze formeel in gebruik wordt genomen om de stabiliteit van de vervormingsstructuur te garanderen. Bovendien zal het gecombineerde effect van de rotatie van de as en de spiraallijn op het oppervlak van de afdichtingslip ervoor zorgen dat deze vervormingsstructuur een pomp effect naar de olie-zijde produceert, waardoor het afdichtingseffect verder wordt verbeterd.
De wrijvingseigenschappen van het glijdende oppervlak van de afdichtingslip worden voornamelijk bepaald door de viscositeit en de glijsnelheid van het werkmedium. Onder normale arbeidsomstandigheden zal er een uniforme oliefilm worden gevormd op het glijdende oppervlak. De wederzijdse sliding tussen de afdichting en de roterende as vindt plaats onder de smeringstoestand, gescheiden door de oliefilm, waardoor wrijving en slijtage effectief worden verminderd. Op het glijdende contactoppervlak van de afdichting zal de olie een circulaire stroming vormen van "atmosferische zijde → olie-zijde → atmosferische zijde". Een goede smeringstoestand kan de verergering van slijtage effectief remmen, waardoor lekkage wordt voorkomen. Het is duidelijk dat het nauwkeurig beheersen van de prestaties van het afdichtingslipmateriaal en de vorm van de lipstructuur, en vervolgens het reguleren van de smeereigenschappen en het afdichtingsmechanisme van de afdichting, de sleutel is tot het garanderen van het afdichtingseffect en de levensduur van de hydraulische rubberen afdichting.