W jaki sposób materiał uszczelki olejowej wpływa na jej wydajność uszczelniającą?

Materiał opaski uszczelnienie olejowe bezpośrednio wpływa na to, jak dobrze wargę uszczelniającą potrafi zachować swoje właściwości w rzeczywistych warunkach pracy. Wpływ ten obejmuje odporność na ciecz roboczą, zachowanie się w różnych temperaturach, elastyczność, odporność na zużycie oraz starzenie się. Dlatego wybór odpowiedniego materiału może być równie ważny co wybór odpowiednich wymiarów uszczelki olejowej.

Uszczelka olejowa działa dzięki elastycznej wargie, która pozostaje w kontakcie z obracającym się wałem. Ta warga nie może być wykonana z dowolnego materiału gumowego. Musi wystarczająco się odkształcać podczas montażu, utrzymywać kontakt podczas obrotu wału oraz wytrzymać działanie smaru i otaczającej temperatury.

To właśnie w tym momencie różnice między materiałami nabierają znaczenia.

NBR jest powszechnie stosowany w uszczelkach olejowych ogólnego przeznaczenia, ponieważ charakteryzuje się dobrą zgodnością z wieloma olejami mineralnymi, smarami i smarownicami opartymi na ropie naftowej. Zapewnia także przydatne właściwości mechaniczne do uszczelniania dynamicznego. Gdy temperatura robocza i medium mieszczą się w odpowiednim zakresie dla tego materiału, NBR może stanowić praktyczny wybór dla maszyn przemysłowych, silników, skrzyń biegów oraz wielu innych ogólnych zastosowań uszczelnień obrotowych.

FKM zajmuje inną pozycję w doborze materiałów. Jest często rozważany w przypadku uszczelki narażonej na wyższe temperatury lub ciecze wymagające większej odporności chemicznej. W takich sytuacjach FKM może zachować przydatne właściwości uszczelniające tam, gdzie konwencjonalny kompozyt NBR nie zapewni wymaganej wydajności eksploatacyjnej. Nie oznacza to jednak, że FKM powinien automatycznie zastąpić NBR we wszystkich zastosowaniach. Warunki pracy powinny decydować o wyborze materiału.

Temperatura ma szczególne znaczenie, ponieważ właściwości gumy zmieniają się wraz ze zmianą temperatury pracy. Nadmierna temperatura może przyspieszać starzenie się materiału i wpływać na jego sprężystość. Jeśli wargę uszczelniającą stanie się zbyt twarda lub straci ona zdolność do prawidłowego śledzenia wału, warunki kontaktu mogą się pogorszyć. Z drugiej strony materiał musi nadal być odpowiedni przy najniższej temperaturze pracy. Uszczelka skuteczna w ciepłych warunkach może zachowywać się inaczej podczas zimnego uruchomienia.

Sam płyn stwarza kolejne pytanie dotyczące doboru materiału. Dwa urządzenia mogą pracować w tej samej temperaturze i przy tej samej prędkości obrotowej wału, ale używać różnych smarów. Wymagania dotyczące ich uszczelek mogą więc się różnić. Dodatki do olejów, płyny syntetyczne, paliwa, media wodne oraz inne chemikalia mogą oddziaływać na elastomery w różny sposób. Materiał o dobrej odporności na oleje nie jest automatycznie odpowiedni dla każdego rodzaju płynu.

Odporność na zużycie ma również znaczenie, ponieważ wargę uszczelniającą działa przeciwko obracającemu się wałkowi. W trakcie pracy w strefie kontaktu powstaje tarcie i ciepło. Jeśli materiał nie jest odpowiednio dobrany do prędkości obrotowej, smarowania lub stanu powierzchni wałka, zużycie może się przyspieszyć. Innymi słowy, dobór materiału jest powiązany z projektowaniem mechanicznym uszczelki, a nie stanowi niezależnej decyzji. Wydajność radialnej uszczelki wałkowej zależy od połączenia warunków: materiału, prędkości obrotowej, smarowania, temperatury oraz stanu powierzchni wałka.

Materiał może również wpływać na zmiany zachodzące w trakcie starzenia się uszczelki. Zmiany sprężystości, pęcznienia, utraty elastyczności lub odkształcenia trwałego mogą zmienić sposób, w jaki warga uszczelniająca styka się z wałkiem. Dlatego dobór uszczelki olejowej wyłącznie na podstawie jej wymiarów może prowadzić do problemów. Uszczelka może idealnie pasować do wałka i korpusu, ale nadal być nieodpowiednia dla danego medium smarującego lub zakresu temperatur.

Na przykład uszczelka z kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego (NBR) i uszczelka z fluoroelastomeru (FKM) mogą mieć identyczne wymiary nominalne oraz taką samą podstawową strukturę TC, ale nie są wzajemnie zamienne we wszystkich zastosowaniach. Wymiary decydują o tym, czy uszczelka pasuje mechanicznie; materiał określa, czy element uszczelniający wytrzyma warunki pracy.

Dlatego materiał uszczelki olejowej wpływa na jej wydajność uszczelniającą, kontrolując sposób reagowania wargi uszczelniającej na rzeczywiste połączenie płynu, temperatury, prędkości i kontaktu mechanicznego. Poprawny dobór materiału nie oznacza wybrania najdroższego lub najbardziej zaawansowanego technicznie kompozytu. Oznacza dopasowanie elastomeru do rzeczywistych warunków, w jakich uszczelka będzie pracować.