Машина для удаления резиновых уплотнений из гидравлических систем

By Майк ЧенДиректор по производству | Более 12 лет опыта в производстве резиновых изделий |LinkedIn

Основные выводы

• Для уплотнений гидравлических систем необходимо удалять заусенцы с точностью до 0,1 мм, поскольку остаточные заусенцы вызывают внутренние утечки и преждевременный выход уплотнений из строя в контурах высокого давления.
• Механическая обработка для удаления заусенцев позволяет достичь времени цикла 20-40 секунд на одно уплотнение для стандартных уплотнительных колец и скребков, что в 40-50 раз быстрее, чем ручная обрезка.
• Для силиконовых и FKM гидравлических уплотнений с тонким заусенцем толщиной менее 0,3 мм, устойчивых к механическому истиранию, рекомендуется криогенное удаление заусенцев при температуре от -100°C до -130°C.
• Механическая машина для удаления заусенцев XCJ-G600 обрабатывает партии гидравлических уплотнений весом 15 кг за цикл, что достаточно для производства более 3000 уплотнительных колец за смену при стандартных объемах производства.

Надежность гидравлической системы зависит от целостности уплотнений. Даже одно уплотнение с неполным удалением заусенцев может привести к потере давления, загрязнению жидкости и выходу компонентов из строя. Поэтому удаление заусенцев из резиновых уплотнений является критически важным этапом в производстве гидравлических компонентов. Выбор метода удаления заусенцев и конфигурации оборудования напрямую влияет на эффективность уплотнений в полевых условиях.

Поскольку гидравлическое уплотнение с остатком облоя толщиной 0,15 мм на уплотнительной кромке может сократить срок службы до 40% по сравнению с уплотнением, из которого облой удален, удаление облоя является обязательным этапом в производстве уплотнений.

В этой статье рассматривается, почему для гидравлических уплотнений требуются иные стандарты удаления заусенцев, чем для обычных резиновых деталей, как механические и криогенные машины для удаления заусенцев решают эти задачи, и как выбрать правильный процесс удаления заусенцев для вашего производства уплотнений.

Почему для надежной работы гидравлических уплотнений необходима точная очистка от заусенцев?

Уплотнительная кромка — наиболее важная поверхность любого гидравлического уплотнения: если на этом крае остаются остатки облоя, уплотнение может выйти из строя в течение первых 500 рабочих циклов. Гидравлические уплотнения работают за счет поддержания контролируемой посадки с натягом между неподвижными и движущимися компонентами. Застой материала на уплотнительной поверхности нарушает эту посадку, создавая предпочтительные пути утечки, которые полностью обходят уплотнение.

Для гидравлических систем высокого давления выше 200 бар стандарт ISO 6195 для уплотнений-скребков и стандарт ISO 3601 для уплотнительных колец устанавливают верхние пределы для дефектов поверхности. Остаточный налет, превышающий 0,1 мм на уплотнительной поверхности, обычно считается несоответствием для гидравлических систем. Это более строгий стандарт, чем для статических уплотнений или негерметичных резиновых компонентов.

В ходе наших производственных испытаний более 500 партий уплотнений от различных производителей гидравлического оборудования мы обнаружили, что правильно обработанные методом удаления заусенцев уплотнения демонстрируют снижение скорости утечки примерно на 85% по сравнению с уплотнениями, обработанными вручную, при испытаниях в контуре с давлением 200 бар. Эти данные получены в результате заводских приемочных испытаний, проведенных в соответствии с протоколами испытаний ISO 10766 для гидравлических уплотнений возвратно-поступательного действия.

Типы гидравлических уплотнений, обрабатываемых машинами для удаления резинового налета.

Различные геометрические формы гидравлических уплотнений создают уникальные проблемы при удалении заусенцев. В таблице ниже приведено краткое описание распространенных типов гидравлических уплотнений и требований к их удалению заусенцев.

Стандарт ISO 1629 устанавливает номенклатуру резины для идентификации материала. Стандарт ISO 3601-1 определяет размеры и допуски уплотнительных колец, имеющие отношение к стандартам качества удаления заусенцев.

Машина для удаления заусенцев с гидравлических резиновых уплотнений

Механическое удаление облояЭто наиболее распространенный метод для крупносерийного производства гидравлических уплотнений, поскольку он обеспечивает стабильные результаты при низкой стоимости одной детали. Механическая машина для удаления заусенцев XCJ-G600 обрабатывает партии уплотнительных колец и уплотнений весом 15 кг за цикл, при этом каждое уплотнение обрезается за 20-40 секунд. Одна машина может заменить 40-50 рабочих, занимающихся ручным удалением заусенцев, с точки зрения производительности в день.

В машине используется аэродинамический принцип удаления заусенцев: уплотнения вращаются внутри вращающегося барабана диаметром 600 мм, а высокоскоростной абразивный материал удаляет заусенцы с поверхности деталей. Двигатель мощностью 7,5 кВт и инверторная система управления поддерживают постоянную скорость вращения барабана при загрузке партий от 5 до 15 кг. Автоматический механизм подачи и выгрузки обеспечивает непрерывную работу с минимальным контролем со стороны оператора.

Для гидравлических уплотнений с наружным диаметром от 3 мм до 100 мм станок XCJ-G600 может обрабатывать весь диапазон размеров без смены оснастки. Это особенно ценно для производителей, выпускающих уплотнения разных размеров для различных спецификаций гидравлических систем. Регулируемые параметры станка позволяют операторам оптимизировать время цикла и агрессивность рабочей среды для каждого материала уплотнения.

Криогенная очистка уплотнений для прецизионных гидравлических компонентов.

Криогенная очистка от заусенцев становится необходимой, когда гидравлические уплотнения требуют удаления заусенцев толщиной менее 0,1 мм с уплотнительных поверхностей. В этом процессе используется жидкий азот при температуре от -100°C до -130°C для избирательного охрупчивания тонкого заусенца при сохранении гибкости корпуса уплотнения. Затем абразивная среда разрушает хрупкий заусенец без механического воздействия на основной материал.

Поскольку гидравлические уплотнения из фторэластомера (FKM) и силиконовой резины все чаще используются в условиях высоких температур и химической стойкости, а также потому, что эти материалы обладают меньшей прочностью на разрыв, чем NBR или PU, криогенная обработка помогает предотвратить разрыв поверхности во время удаления заусенцев. Криогенный метод также обеспечивает более гладкую поверхность уплотнительной кромки, что снижает трение в начальный период обкатки гидравлического цилиндра.

Основной компромисс при криогенном удалении заусенцев — это стоимость. Расход жидкого азота в количестве 20-50 кг на партию увеличивает затраты на обработку на 5-15 долларов за цикл. Для стандартных уплотнительных колец и полиуретановых поршневых уплотнений обычно достаточно механического удаления заусенцев. Для ответственных применений герметизации, где требуется нулевой допуск по заусенцам, криогенное удаление заусенцев оправдывает дополнительные затраты, поскольку позволяет избежать брака и доработок.

Сравнение: механический и криогенный методы удаления заусенцев из гидравлических уплотнений.

Расчет стоимости основан на стандартных производственных параметрах удаления заусенцев из гидравлических уплотнений. Фактические затраты варьируются в зависимости от геометрии уплотнения, состава материала и местных цен на жидкий азот.

Распространенные дефекты в виде заусенцев на гидравлических уплотнениях и способы их устранения с помощью машин для удаления заусенцев.

Дефекты литья при производстве гидравлических уплотнений приводят к образованию нескольких типов заусенцев, которые необходимо удалить, прежде чем уплотнение сможет правильно функционировать в гидравлической системе.

Классификация дефектов, возникающих при формовании гидравлических уплотнений методом обливания, основана на типичных наблюдениях.

Интеграция машины для удаления заусенцев с резиновых уплотнений в производственные линии гидравлических компонентов.

A машина для удаления облоя с резиновых уплотненийМожет быть интегрирован в существующую линию по производству гидравлических уплотнений с минимальной перенастройкой. Механическая машина для удаления заусенцев XCJ-G600 имеет размеры 1750 мм (Д) x 1000 мм (Ш) x 1000 мм (В) и весит 650 кг, занимая примерно 2 квадратных метра площади. Автоматические механизмы подачи и выгрузки позволяют напрямую подключаться к расположенному выше формовочному оборудованию и расположенным ниже станциям контроля качества.

Для производственных линий, обрабатывающих более 10 000 уплотнений в день, размещение машины для удаления заусенцев сразу после формовочного пресса и станции охлаждения позволяет зафиксировать уплотнения при наиболее подходящей для обработки температуре. В идеале уплотнения должны поступать в машину для удаления заусенцев в течение 30 минут после извлечения из формы, прежде чем усадка после вулканизации изменит их размеры. Этот временной промежуток особенно важен для гидравлических уплотнений из NBR и FKM, которые подвергаются вторичной вулканизации.

В соответствии со стандартами OSHA 1910.212 по защите оборудования, машина для удаления облоя должна быть оборудована блокируемыми панелями доступа и средствами аварийной остановки. Встроенные датчики ножа и датчики подающего ролика обеспечивают дополнительную защиту оператора во время загрузки и разгрузки.

Как выбрать машину для удаления заусенцев с резиновых уплотнений в гидравлических системах

Выбор подходящего оборудования для удаления заусенцев при производстве гидравлических уплотнений зависит от четырех факторов: материала уплотнения, объема производства, требований к точности и бюджетных ограничений.

Выберите механическое снятие обшивки.При производстве уплотнений из NBR, EPDM или PU в объемах более 5000 единиц за смену. Время цикла обработки одного уплотнения на станке XCJ-G600 составляет 20-40 секунд, а автоматическая пакетная обработка делает его подходящим для стандартных уплотнительных колец, скребковых уплотнений и поршневых уплотнений с заусенцем более 0,2 мм. Более низкая себестоимость одной детали (0,003-0,008 долл. США) выгодна для производства уплотнений, чувствительных к цене.

Выберите криогенное удаление прошивкиПри производстве уплотнений из FKM, силикона или HNBR с заусенцем толщиной менее 0,3 мм. Эти материалы плохо реагируют на механическое истирание, поскольку их гибкость приводит к тому, что тонкий заусенец изгибается, а не ломается. Криогенная обработка при температуре от -100°C до -130°C делает заусенец более хрупким, обеспечивая его чистое удаление при сохранении целостности корпуса уплотнения. Более высокая стоимость одной детали (0,015-0,035 долл. США) оправдывается снижением процента брака, что обычно позволяет сэкономить 10-15% от общих производственных затрат, когда процент первоначальных дефектов превышает 8%.

Выберите последовательную обработкуКогда в производстве используются уплотнения со смешанным профилем заусенцев, применяется механическая обработка для удаления заусенцев, после чего проводится криогенная обработка для получения прецизионных поверхностей. Такой подход распространен в комплектах уплотнений для гидравлических цилиндров, которые включают как стандартные уплотнительные кольца, так и прецизионные уплотнения штока в одной производственной партии.

Заключение: Согласование точности удаления воска с требованиями гидравлической системы.

Для уплотнений гидравлических систем требуются стандарты удаления заусенцев, превосходящие стандарты для обычных резиновых деталей, поскольку дефекты уплотнительной поверхности напрямую влияют на удержание давления в системе и срок службы компонентов. Для гидравлических систем с давлением выше 100 бар требуется машина для удаления заусенцев с резиновых уплотнений, способная удалять заусенцы с уплотнительных поверхностей с точностью до 0,1 мм.

Механическое удаление заусенцев обеспечивает наименьшую стоимость при крупносерийном производстве стандартных гидравлических уплотнений из NBR и PU. Криогенное удаление заусенцев обеспечивает точность, необходимую для уплотнений из FKM и силикона в сложных гидравлических условиях. Производители уплотнений для различных гидравлических систем получают выгоду от оценки обеих технологий в соответствии со своим конкретным ассортиментом уплотнений.