Машина за премахване на гумени уплътнения за хидравлични системи

By Майк Чен, Директор производство | 12+ години опит в производството на каучук |LinkedIn

Ключови изводи

• Уплътненията на хидравличната система изискват отстраняване на остатъци от частици с точност до 0,1 мм, тъй като остатъците от частици причиняват вътрешни течове и преждевременна повреда на уплътненията във вериги за високо налягане.
• Механичното премахване на импрегнация постига време за цикъл от 20-40 секунди на уплътнение при стандартни О-пръстени и чистачки, което го прави 40-50 пъти по-бързо от ръчното подрязване.
• Криогенно отстраняване на замърсявания при -100°C до -130°C се препоръчва за силиконови и FKM хидравлични уплътнения с тънък замърсяващ слой под 0,3 мм, които са устойчиви на механично износване.
• Механичната машина за отстраняване на уплътнения XCJ-G600 обработва партиди от 15 кг хидравлични уплътнения на цикъл, достатъчно за над 3000 О-пръстена на смяна при стандартни производствени обеми.

Надеждността на хидравличната система зависи от целостта на уплътнението. Едно единствено уплътнение с непълно отстраняване на струята може да причини загуба на налягане, замърсяване на флуида и повреда на компонентите. Това прави отстраняването на струята от гумени уплътнения критична стъпка в производството на хидравлични компоненти. Изборът на метод за отстраняване на струята и конфигурацията на машината влияят пряко върху работата на уплътнението в полеви условия.

Защото хидравлично уплътнение с остатък от пролука от 0,15 мм върху уплътнителната си устна може да намали експлоатационния живот с до 40% в сравнение с правилно почистено уплътнение, което прави отстраняването на пролуката неотменима стъпка в производството на уплътнения.

Тази статия разглежда защо хидравличните уплътнения изискват различни стандарти за отстраняване на импрегнация в сравнение с обикновените гумени части, как механичните и криогенните машини за отстраняване на импрегнация отговарят на тези изисквания и как да изберете правилния процес на отстраняване на импрегнация за производството на вашите уплътнения.

Защо хидравличните уплътнения се нуждаят от прецизно отстраняване на импулси за надеждна работа на системата

Уплътнителната устна е най-критичната повърхност на всяко хидравлично уплътнение – ако този ръб носи остатъци от мухъл, уплътнението може да се повреди в рамките на първите 500 работни цикъла. Хидравличните уплътнения функционират, като поддържат контролирано сцепление с пресност между неподвижните и движещите се компоненти. Сцеплението от мухъл върху уплътнителната повърхност нарушава това сцепление, създавайки преференциални пътища за течове, които заобикалят изцяло уплътнението.

За хидравлични приложения с високо налягане над 200 бара, стандартът ISO 6195 за уплътнения на чистачки и стандартът ISO 3601 за О-пръстени определят горни граници за повърхностни дефекти. Остатък от протриване, надвишаващ 0,1 мм върху уплътнителна повърхност, обикновено се счита за несъответствие за хидравлични приложения. Това е по-строг стандарт, отколкото за статични уплътнения или неуплътняващи гумени компоненти.

В нашия производствен опит, тествайки над 500 партиди уплътнения от производители на хидравлично оборудване, наблюдавахме, че правилно отстранените уплътнения показват намаление на течовете с приблизително 85% в сравнение с ръчно подрязаните уплътнения при изпитване на верига с 200 бара. Тези данни идват от фабрични приемателни тестове, проведени съгласно протоколите за изпитване ISO 10766 за бутално-постъпателни хидравлични уплътнения.

Видове хидравлични уплътнения, обработвани от машини за обезмасляване на гума

Различните геометрии на хидравличните уплътнения представляват уникални предизвикателства за отстраняване на замърсявания. Таблицата по-долу обобщава често срещаните видове хидравлични уплътнения и техните изисквания за отстраняване на замърсявания.

ISO 1629 установява номенклатурата на каучуковите материали за идентификация. ISO 3601-1 определя размерите и допустимите отклонения на О-пръстените, отнасящи се до стандартите за качество на отстраняване на замърсявания.

Механична машина за обезмасляване на хидравлични гумени уплътнения

Механично отстраняване на импрегнантитее най-широко използваният метод за производство на хидравлични уплътнения в големи обеми, тъй като осигурява постоянни резултати при ниска цена на детайл. Механичната машина за отстраняване на импрегнация XCJ-G600 обработва партиди от 15 кг О-пръстени и уплътнения на цикъл, като всяко уплътнение се обработва за 20-40 секунди. Една машина може да замени 40-50 ръчни работници по отстраняване на импрегнация по отношение на дневната производителност.

Машината използва аеродинамичен принцип на премахване на отломки: уплътненията се търкалят във въртящ се барабан с диаметър 600 мм, докато високоскоростният материал абразира отломките от повърхностите на детайлите. 7,5 kW моторът и инверторната система за управление поддържат постоянна скорост на барабана при партидни товари от 5 кг до 15 кг. Автоматичният механизъм за подаване и разтоварване позволява непрекъсната работа с минимален надзор от страна на оператора.

За хидравлични уплътнения с външни диаметри между 3 мм и 100 мм, XCJ-G600 може да обработва пълния диапазон от размери без смяна на инструментите. Това е особено ценно за производители, които произвеждат уплътнения с различни размери за различни спецификации на хидравличните системи. Регулируемите параметри на машината позволяват на операторите да оптимизират времето на цикъла и агресивността на средата за всеки материал на уплътнението.

Криогенно отстраняване на уплътнения за прецизни хидравлични компоненти

Криогенното отстраняване на искри се налага, когато хидравличните уплътнения изискват отстраняване на искри под 0,1 мм от уплътнителните повърхности. Процесът използва течен азот при -100°C до -130°C за селективно крехкост на тънката искрица, като същевременно запазва гъвкавостта на тялото на уплътнението. След това абразивната среда разрушава крехката искрица без механично напрежение върху основния материал.

Тъй като хидравличните уплътнения, изработени от FKM (флуороеластомер) и силиконов каучук, все по-често се предписват за приложения, устойчиви на високи температури и химикали, и тъй като тези материали имат по-ниска якост на разкъсване от NBR или PU, криогенната обработка помага за предотвратяване на разкъсване на повърхността по време на премахване на замърсявания. Криогенният метод също така води до по-гладка повърхност на уплътняващата устна, което намалява триенето по време на първоначалния период на разработване на хидравличния цилиндър.

Основният компромис при криогенното отстраняване на импрегнация е цената. Консумацията на течен азот от 20-50 кг на партида добавя 5-15 долара към разходите за обработка на цикъл. За стандартни О-пръстени и уретанови уплътнения на бутала, механичното отстраняване на импрегнация обикновено е достатъчно. За критични приложения на уплътняване, където е посочен нулево допустимо отклонение от импрегнация, криогенното отстраняване на импрегнация си струва допълнителните разходи, за да се елиминират бракът и преработката.

Сравнение: Механично срещу Криогенно за премахване на импрегнация от хидравлични уплътнения

Оценките на разходите се базират на стандартни производствени параметри за хидравлично отстраняване на уплътнения. Действителните разходи варират в зависимост от геометрията на уплътнението, състава на материала и местните цени на течния азот.

Често срещани дефекти от проблясване на хидравлични уплътнения и как машините за отстраняване на проблясъци се справят с тях

Дефектите от формоването при производството на хидравлични уплътнения водят до няколко вида отблясъци, които изискват отстраняване, преди уплътнението да може да функционира правилно в хидравлична верига.

Категоризация на дефектите от светкавично разпръскване въз основа на общи наблюдения при компресионно и шприцване на хидравлични уплътнения.

Интегриране на машина за отстраняване на гумени уплътнения в производствени линии за хидравлични компоненти

A машина за премахване на гумени уплътненияМоже да се интегрира в съществуваща производствена линия за хидравлични уплътнения с минимална реконфигурация. Механичната машина за отстраняване на импрегнации XCJ-G600 е с размери 1750 мм (Д) x 1000 мм (Ш) x 1000 мм (В) и тежи 650 кг, което изисква приблизително 2 квадратни метра подова площ. Автоматичните механизми за подаване и разтоварване позволяват директно свързване към оборудването за формоване нагоре по веригата и станциите за инспекция надолу по веригата.

За производствени линии, обработващи над 10 000 уплътнения на ден, поставянето на машината за отстраняване на замърсявания непосредствено след пресата за формоване и охладителната станция улавя уплътненията до най-обработваемата им температура. В идеалния случай уплътненията трябва да постъпят в машината за отстраняване на замърсявания в рамките на 30 минути след разформването, преди свиването след втвърдяване да промени размерите им. Този времеви прозорец е особено важен за хидравличните уплътнения от NBR и FKM, които претърпяват вторична вулканизация.

Съгласно стандартите за предпазване на машини OSHA 1910.212, машината за отстраняване на остриета трябва да бъде оборудвана с блокиращи панели за достъп и контролери за аварийно спиране. Вградените сензори за острието на ножа и сензорите за подаващите ролки на машината осигуряват допълнителна защита на оператора по време на товарене и разтоварване.

Как да изберете машина за премахване на вдлъбнатини от гумени уплътнения за хидравлични приложения

Изборът на подходящо оборудване за отстраняване на вложки за производство на хидравлични уплътнения зависи от четири фактора: материал на уплътнението, обем на производство, изисквания за прецизност и бюджетни ограничения.

Изберете механично обезмасляванепри производство на NBR, EPDM или PU уплътнения в обеми над 5000 броя на смяна. Цикълът на XCJ-G600 от 20-40 секунди за всяко уплътнение и автоматичната обработка на партиди го правят подходящ за стандартни О-пръстени, уплътнения на чистачки и уплътнения на бутала с размер на пролука над 0,2 мм. По-ниската цена на детайл ($0,003-0,008) е предимство за ценово-чувствителното производство на масови уплътнения.

Изберете криогенно обезвъздушаванепри производството на уплътнения от FKM, силикон или HNBR с дебелина на процепа под 0,3 мм. Тези материали реагират слабо на механично износване, тъй като тяхната гъвкавост кара тънкия процеп да се огъва, а не да се чупи. Криогенната обработка при -100°C до -130°C прави процепа крехък за чисто отстраняване, като същевременно запазва целостта на тялото на уплътнението. По-високата цена на детайл ($0,015-0,035) е оправдана от намалените нива на брак, което обикновено спестява 10-15% от общите производствени разходи, когато първоначалните нива на дефекти надвишават 8%.

Изберете последователна обработкакогато производството включва уплътнения със смесени профили на отломките. Механичното отстраняване на отломките премахва натрупването на отломките, последвано от криогенна обработка за прецизни повърхности. Този подход е често срещан при комплекти уплътнения на хидравлични цилиндри, които включват както стандартни О-пръстени, така и прецизни уплътнения на пръти в една и съща производствена партида.

Заключение: Съответствие на прецизността на премахване на импрегнация с изискванията на хидравличната система

Уплътненията на хидравличните системи изискват стандарти за отстраняване на следи от мухъл, които надвишават тези на общите гумени части, тъй като дефектите на уплътнителните повърхности влияят пряко върху задържането на налягането в системата и живота на компонентите. Машина за отстраняване на следи от гумени уплътнения, която премахва следи от мухъл с точност до 0,1 мм от уплътнителните повърхности, е минималното изискване за хидравлични приложения над 100 бара.

Механичното премахване на импрегнация осигурява най-ниската цена за масово производство на стандартни хидравлични уплътнения от NBR и PU. Криогенното премахване на импрегнация осигурява прецизността, необходима за уплътнения от FKM и силикон в взискателни хидравлични среди. Производителите, произвеждащи уплътнения за множество хидравлични приложения, се възползват от оценката на двете технологии спрямо тяхното специфично портфолио от уплътнения.