Miten tiivistimen materiaali vaikuttaa tiivistystehoon?

Käsivarrenauhan öljysulku vaikuttaa suoraan siihen, kuinka hyvin tiivistyshuuli säilyttää ominaisuuksiaan todellisissa käyttöolosuhteissa. Se vaikuttaa työnesteen kestävyyteen, lämpötilakäyttäytymiseen, joustavuuteen, kulumiseen ja ikääntymiseen. Tämän vuoksi oikean materiaalin valinta voi olla yhtä tärkeää kuin oikean voiteluvarren tiivistimen mittojen valinta.

Voiteluvarren tiivistin toimii joustavalla huulilla, joka pysyy kosketuksissa liikkuvan akselin kanssa. Tätä huulaa ei voida valmistaa mistä tahansa kumimateriaalista. Sen on muotoututtava riittävästi asennuksen aikana, säilytettävä kosketus akselin pyöriessä sekä kestettävä sen ympärillä olevaa voiteluainetta ja lämpötilaa.

Tässä vaiheessa materiaalien väliset erot tulevat merkityksellisiksi.

NBR:ta käytetään laajalti yleiskäyttöisissä öljysinnoissa, koska se on hyvin yhteensopiva monien mineraaliöljyjen, rasvojen ja maakaasuperäisten voiteluaineiden kanssa. Se tarjoaa myös hyvät mekaaniset ominaisuudet dynaamiseen tiivistämiseen. Kun käyttölämpötila ja -aine ovat materiaalin sopivalla alueella, NBR voi olla käytännöllinen valinta teollisuuskoneisiin, moottoreihin, vaihteistoihin ja moniin muihin yleisiin pyörivän tiivistämisen sovelluksiin.

FKM:lla on eri asema materiaalivalinnassa. Sitä harkitaan usein, kun tiivistin altistuu korkeammille lämpötiloille tai nesteille, jotka asettavat suurempia vaatimuksia kemialliselle kestävyydelle. Tällaisissa tilanteissa FKM voi säilyttää hyödyllisiä tiivistysominaisuuksia siellä, missä perinteinen NBR-seos ei välttämättä tarjoa vaadittua käyttösuoritusta. Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että FKM:ta pitäisi automaattisesti käyttää NBR:n tilalla kaikissa sovelluksissa. Käyttöolosuhteet määrittävät materiaalin.

Lämpötila on erityisen tärkeä, koska kumimateriaalin ominaisuudet muuttuvat käyttölämpötilan muuttuessa. Liiallinen lämpö voi nopeuttaa vanhenemista ja vaikuttaa kimmoisuuteen. Jos tiivistimen tiivistysreuna kovettuu liikaa tai menettää kykynsä seurata akselia asianmukaisesti, kosketustila voi huonontua. Toisaalta materiaalin on säilyttävä sopiva myös alimmalla käyttölämpötilalla. Tiivistin, joka toimii hyvin lämpimänä, voi käyttäytyä eri tavoin kylmässä käynnistyksessä.

Itse neste aiheuttaa toisen materiaalivalintakysymyksen. Kaksi konetta voi toimia samassa lämpötilassa ja akselin pyörimisnopeudella, mutta käyttää eri voiteluaineita. Niiden tiivistintarpeet voivat siksi olla erilaiset. Öljyn lisäaineet, synteettiset nesteet, polttoaineet, veteen perustuvat väliaineet ja muut kemikaalit voivat reagoida eri tavoin elastomeerien kanssa. Materiaali, jolla on hyvä öljynkestävyys, ei automaattisesti sovellu kaikkiin nesteisiin.

Kulumisvastus on myös tärkeä, koska suutin toimii liikkuvaa akselia vasten. Käytön aikana kitkaa ja lämpöä syntyy kosketuspinnalla. Jos materiaali ei sovi hyvin käyttönopeuteen, voiteluun tai akselin tilaan, kulumista voi kiihtyä. Toisin sanoen materiaalin valinta liittyy tiukasti tiivisteen mekaaniseen suunnitteluun eikä ole itsenäinen päätös. Radiaalitiivisteen suorituskykyyn vaikuttavat yhdessä materiaali, nopeus, voitelu, lämpötila ja akselin pinta.

Materiaali voi myös vaikuttaa siihen, miten tiistin ominaisuudet muuttuvat ikääntymisen myötä. Kimmoisuuden muutokset, turpoaminen, kovettuminen tai pysyvä muodonmuutos voivat muuttaa suutimen kosketusta akseliin. Siksi tiivisteen valinta pelkästään sen mittojen perusteella voi johtaa ongelmiin. Tiistin voi olla täysin sopiva akselille ja koteloille, mutta silti epäsovelias käytettäväksi tietyssä voitelussa tai lämpötilassa.

Esimerkiksi NBR-sulku ja FKM-sulku voivat olla saman kokoisia ja niillä voi olla sama perus-TC-rakenne, mutta niitä ei voida käyttää vaihtoisesti kaikissa sovelluksissa. Mitat määrittävät, sopiiko sulku mekaanisesti; materiaali määrittää, kestääkö tiivistysosa työympäristöä.

Siksi öljysulun materiaali vaikuttaa tiivistystehoon siten, että se ohjaa tiivistysreunan reaktiota todelliseen neste-, lämpötila-, nopeus- ja mekaanisen kosketuksen yhdistelmään. Oikea materiaalin valinta ei tarkoita kalleimman tai teknisesti vaativimman yhdisteen valintaa. Se tarkoittaa elastomeerin sovittamista niihin olosuhteisiin, joita sulku todella kohtaa.