Кой материал за уплътнителни пръстени трябва да се използва в двигател?

За много конвенционални приложения с двигател нитрил-каучукът (NBR) е практичен материал за уплътнителни пръстени при смазочни течности, когато работната температура, смазочната течност и околните условия попадат в неговия работен диапазон. Когато уплътнителното положение е изложено на по-високи температури, изискващи течности или условия извън нормалния диапазон на NBR, често се избира флуореластомер (FKM). Правилният избор зависи от действителното местоположение на уплътнението и работните условия, а не само от думата „двигател“.

Двигателят съдържа няколко уплътнителни точки, които не изпитват еднаква среда.

Започнете с температурата в местоположението на уплътнението

Температурата около уплътнителния пръстен не е задължително равна на общата работна температура на двигателя.

Уплътнението, разположено близо до относително студена зона, може да изпитва напълно различни условия в сравнение с уплътнение, монтирано близо до горещ въртящ се вал или друга част с високо топлинно натоварване.

С повишаване на температурата резинените свойства могат да се променят. Материалът може да стане по-твърд, по-мек, по-малко еластичен или по-податлив на стареене, в зависимост от неговата формула и времето на излагане.

Това е една от причините FKM често да се избира за изискващи уплътнителни приложения при високи температури. Например търговските продукти за уплътнения на ротационни вала са налични както в NBR, така и в FKM, в зависимост от изискваната работна среда.

Важният въпрос е следователно не просто:

„Това ли е двигател?“

По-добър въпрос е:

„На каква температура действително работи уплътнението при непрекъснатата си експлоатация?“

NBR често е разумна отправна точка

NBR се използва широко в конвенционални маслени уплътнения поради добрия баланс между стойността му при устойчивост към масло, механичните му свойства, еластичността и практичността при производството.

За двигатели, работещи с конвенционални смазочни материали и при умерени температури на уплътняне, NBR може да осигури подходящо съчетание от уплътнителна ефективност и дълготрайност.

Това е една от причините стандартните каталози на радиални маслени уплътнения често посочват NBR като основен материален вариант.

Обаче изборът на NBR само защото е разпространен, не е достатъчен. Все още трябва да се вземат предвид типа масло, температурата, скоростта на вала, налягането и очакваните експлоатационни условия.

Когато FKM става по-релевантен

FKM често се разглежда, когато приложението поставя по-високи изисквания към термостойкостта, съвместимостта с течности или дълготрайната устойчивост към тежки експлоатационни условия.

За двигател това може да стане релевантно, когато масленото уплътнение е разположено близо до високотемпературна зона или когато околните условия надхвърлят тези, за които е предназначен обикновеният NBR компаунд.

Обаче FKM не е автоматично правилният избор само защото е материал от по-висока класа. Изборът на материал винаги трябва да се основава на цялото приложение.

Компаундът за уплътнение трябва да работи едновременно със смазочното вещество, скоростта на вала, температурния диапазон, налягането и механичния дизайн.

Имайки предвид и скоростта на вала

Един уплътнение за двигателно масло не е статична уплътнителна прокладка.

Уплътнителната устна непрекъснато взаимодейства с движещия се вал. С увеличаването на ъгловата скорост триенето и топлината, генерирани от него, както и движението на устната, стават по-важни.

Затова конструкцията на устната има същото значение като гумения компаунд. Подходящ материал в комбинация с неподходяща конструкция на устната все още може да доведе до лошо уплътнително действие.

Радиалните уплътнителни маншети са проектирани специално с оглед на тази динамична връзка между вала и уплътнителната устна.

Материалът е само една част от решението.

При избора на уплътнителен маншет за двигател е изкушаващо да се фокусираме изцяло върху NBR спрямо FKM. В действителност трябва да се оценяват едновременно няколко променливи:

Работна температура в областта на уплътнителя

Съвместимост със смазочното масло и другите течности

Диаметър на вала и ъглова скорост

Състояние на повърхността на вала

Възможно налягане

Излагане на прах или влага

Налично място за инсталиране

Очаквани условия на експлоатация

Един и същ модел двигател може дори да използва различни конструкции на уплътнения на различни позиции.

Така че, ако приложението е конвенционален въртящ се вал с маслено смазване, работещ в умерен температурен диапазон, NBR може да е подходящ избор. Ако средата за уплътняне стане по-гореща или по-химически агресивна, трябва да се разгледа FKM.

Най-доброто материали за уплътнения на двигатели са следователно тези, които отговарят на действителната среда за уплътняне, а не просто материалите с най-високата температурна класификация.