SKF-sivuston evästeet

Käytämme evästeitä voidaksemme varmistaa, että käyttökokemuksesi sivustoistamme ja verkkosovelluksistamme on paras mahdollinen . Jos jatkat muuttamalla selaimesi asetuksia oletamme, että hyväksyt evästeiden vastaanottamisen. Voit kuitenkin milloin tahansa muuttaa evästeitä koskevat selainasetukset.

Tiivistä tehokkaasti

  • Tarina

    2016 syyskuu 28, 13:00 CET

    Parhaan mahdollisen suorituskyvyn aikaansaamiseksi uuteen S1S-hydraulimännän tiivisteeseen SKF:n suunnittelijoiden oli koottava yhteen tuotteeseen valtaisa määrä tutkimusta ja teknistä tietämystä.

    Hydraulijärjestelmät ovat vain niin hyviä kuin niiden tiivisteet. Hydraulisylinterit ovat jo pitkään olleet vakioratkaisu liikkeenhallintasovelluksissa, jotka vaativat suuria tehoja ja luotettavaa toimintaa ankarissa olosuhteissa kuten rakennus- ja kaivostyössä sekä maa- ja metsätaloudessa. Hydraulilaitteiden kunnollinen toiminta riippuu kuitenkin niiden kyvystä mahdollistaa liike ja pitää samalla hydraulineste laitteen komponenttien sisäpuolella.

    Tiivisteviat aiheuttavat paljon epätoivottuja seurauksia, kuten käyttö- kunnossapitokustannusten nousu, tuottavuuden heikkeneminen suunnittelemattomien huoltokatkosten vuoksi, ympäristön saastuminen ja henkilöstön turvallisuusriskit. Lisäksi nämä järjestelmät edellyttävät paljon tiivisteiltään. Jo niiden perustehtävä on hyvin vaativa: öljyvuotojen estäminen jopa 400 baarin ja joskus jopa suuremmassa paineessa sekä lämpötiloissa, jotka voivat ylittää 110 °C. Tehtävään liittyvät lisäksi työympäristön asettamat haasteet, joita ovat esimerkiksi pölyn ja kemikaalien aiheuttamat epäpuhtaudet sekä kuormat, jotka voivat vääntää osia ja aiheuttaa vaikeasti tiivistettäviä rakoja.

    Männänvarren tiivisteillä on ratkaiseva tehtävä varmistettaessa hydraulilaitteiston asianmukainen toiminta (kuva 1). Näiden tiivisteiden on kestettävä sijaintinsa vuoksi kovimpia rasituksia koko laitteistossa, sillä ne on useimmiten asennettu laitteiston työpäähän, jossa niihin todennäköisimmin kohdistuu poikittaiskuormia. Lisäksi niiden tarkoituksena on mahdollistaa männän liike sisään ja ulos mahdollisimman vähäisellä kitkalla samalla, kun öljyn on pysyttävä sylinterin sisäpuolella.

    Kun SKF alkoi suunnitella uutta männänvarren tiivistettä osana laajaa tiivisteratkaisujen valikoimaa hydraulitekniikkasovellusten tarpeisiin, sen suunnittelijat tiesivät, että luokkansa parhaan tuotteen kehittäminen edellyttäisi tiivistä tutkimus-, kehitys- ja testaustoimintaa.

    Tehtävä alkoi materiaalin valinnalla. "Polyuretaaneja käytetään tuhansissa teknisissä sovelluksissa, mutta tiivisteet muodostavat niistä vain pienen osan", sanoo SKF:n Fluid System Seals Product Line Development -yksikön johtaja Wolfgang Swete. "Se tarkoittaa, että vakiomateriaalien suorituskykyominaisuudet eivät välttämättä ole oikeanlaisia tähän tarkoitukseen."

    Sen sijaan, että SKF olisi valinnut valmismateriaaliratkaisun, joka voisi vaarantaa tiivisteen suorituskyvyn, se pystyi hyödyntämään omaa erikoissuunniteltua materiaaliaan. SKF:n ECOPUR-polyuretaani on nimenomaan kehitetty huippuluokan tiivistemateriaaliksi. Vuosikymmenien kokemus muista tuotteista on osoittanut, että tässä materiaalissa on oikea yhdistelmä lujuutta ja joustavuutta, jotka takaavat parhaan mahdollisen tiivistystuloksen. Materiaalin kulumisenkesto sekä kestävyys takaavat sille pitkän käyttöiän.

    Materiaalin ominaisuudet olivat avainroolissa, jotta SKF pystyi määrittämään uudelle tiivisteelle optimaalisen geometrian. Yksihuulisissa tiivisteissä kuten SKF S1S -mallissa on itse asiassa useita toimivia osia, jotka toimivat yhdessä ja reagoivat herkästi toisiinsa. "Vaikka jokaisen tiivisteen ensisijainen tehtävä on estää vuodot, männänvarren tiivisteen kuuluu päästää tiivistehuulen läpi pieni määrä öljyä", Swete sanoo. "Tämä öljymäärä muodostaa alle 1 µm paksun voiteluainekerroksen, jonka ansiosta männänvarsi liikkuu helposti." Voiteluainekalvon tarkka hallinta vaikuttaa sylinterin tehoon ja tiivisteen käyttöikään (kuva 2). SKF käytti kehittynyttä FEA (Finite Element Analysis) -menetelmää yhdistettynä syvälliseen voitelutekniikan tuntemukseensa onnistuakseen parhaalla mahdollisella tavalla voiteluainekalvon hallinnassa. Tutkimusten tuloksena tiivistehuulen säteen pienentäminen tuotti ohuemman voiteluainekalvon, joka paransi suorituskykyä. Mutta ilman riittävän kulutuksenkestävää materiaalia näin pieni säde heikentäisi tiivisteen kestävyyttä.

    Voitelukalvoon vaikuttavat muutkin seikat kuin vain tiivistehuuli, Swete kertoo. "Kun männänvarsi vetäytyy sylinterin sisään, tiivisteen takareuna muodostaa takaisinpumppausilmiön ja vetää voiteluainetta takaisin sylinterin sisään. Kehittämällä tiivisteen takaraunan muotoa saadaan takaisinpumppaus maksimoitua, joka vähentää hydraulinesteen hävikkiä ja parantaa voitelua."

    Tiivisteen U-ura mahdollistaa tiivistehuulen liikkumisen sylinterin mukaan, joka kompensoi pinnan epätasaisuuksia tai vääntymiä käytön aikana. Uran koko ja muoto vaikuttavat myös tiivisteen kitkaominaisuuksiin liikkuvaa männänvartta vasten. Väärin suunnitellut tiivisteet voivat aiheuttaa takertumis- ja luiskahdustapahtuman, josta aiheutuu epätasaista liikettä ja melua. Mikä vielä pahempaa, SKF:n analyysi osoitti, että liiallinen rasitus kosketusalueella heikentäisi merkittävästi tiivisteen käyttöikää. Useiden suunnittelu-, FEA- ja prototyyppikierrosten jälkeen päädyttiin urageometriaan, joka tuotti kitkan ja tiivistysominaisuuksien välillä oikean tasapainon.

    "Tällaisen kehitysprosessin aikana tarvitaan aina yhdistelmä simulaatiota ja testauksia", Swete sanoo. "Oikealla FEA-tekniikalla ja oikeantyyppisellä materiaalimallilla voidaan vähentää tarvittavan fyysisen testauksen määrää, mutta tätä tarvetta ei voida koskaan täysin poistaa." Hänen mukaansa simulaatio ja fyysinen testaus täydentävät käytännössä toisiaan ja testitulosten ansiosta suunnittelijat pystyvät viimeistelemään ja parantamaan mallinnustekniikkaansa.

    S1S:n kehittämisvaiheessa SKF laittoi tiivisteensä äärimmäisen vaativiin testeihin, joissa prototyypit liikkuivat ylös ja alas satoja kilometrejä erikoisvalmisteisessa testauslaitteistossa, jonka sisältämän öljyn lämpötila oli 110 °C (230 °F) ja paine jopa 315 baaria. Testauslaitteistolla mitattiin kitka ja vuodot testien aikana. Testien jälkeen kukin tiiviste mitattiin huolellisesti muodonmuutosten toteamiseksi. "Laakereista poiketen tiivisteen käyttöiän mittaamiseen ei ole olemassa menetelmää", Swete sanoo. "Tiedämme kuitenkin, että tiivisteen kovettumisen ja taipumisen määrä on pitkällä aikavälillä merkittävä tekijä sen suorituskyvyn kannalta." Sweten ja hänen tiiminsä tyydytykseksi S1S osoittautui suorituskyvyltään luokkansa parhaaksi kolmesta mittauksesta jokaisessa, joissa sitä verrattiin muiden valmistajien parhaisiin tiivisteisiin (kuva 3).

    Myös valmistuksella on merkitystä. Tiivisteen reunat ja U-ura on tehtävä tarkasti, jotta tiiviste toimisi tarkoitetulla tavalla männän ollessa liikkeessä. Tiivisteen kyky kestää painetta staattisessa tilassa riippuu tarkasta ahdistussovitteesta tiivisteen ulkoreunan ja sylinterin uran välillä. Tässä suhteessa SKF pystyi hyödyntämään ensiluokkaista omaa valmistuskapasiteettiaan. Sen ansiosta SKF pystyy tuottamaan polyuretaanista osia äärimmäisen pienin toleranssein käyttämällä useita eri tuotantoprosesseja. Prototyypit ja pienet sarjat voidaan tehdä koneistamalla, josta voidaan siirtyä muottivalmistukseen suurten sarjojen ja vakio-osien tuotantoa varten.

    SKF:n S1S- hydraulimännän tiiviste on nyt tuotannossa useiden vakiokokojen sarjana ulkomitoilla 18–240 mm. Lisää kokoja lisätään sarjaan jatkuvasti. Asiakkaille, joilla on tavallisesta poikkeavia tarpeita, SKF voi tarjota myös erikoiskokoisia tiivisteitä koneistettuina versioina samalla, kun kehittynyt tuotantokapasiteetti mahdollistaa määrien salliessa vaivattoman siirtymisen valumuotteja käyttämällä tapahtuvaan valmistukseen.

    Aktiebolaget SKF
    (publ)

    Lisätietoja:
    Lehdistösuhteet: Sabine Hergenröder, +46 31 337 6418; +46 705 77 6418 sabine.hergenroder@skf.com

    SKF on johtava maailmanlaajuinen laakereiden, tiivisteiden, mekatroniikan, voitelujärjestelmien sekä teknisen tuen, kunnossapito- ja luotettavuuspalvelujen, konsultointi- ja koulutuspalvelujen sekä muiden vastaavien palveluiden tarjoaja. SKF:llä on edustajia yli 130 maassa, ja sillä on maailmanlaajuisesti noin 17 000 jakelupistettä. Vuonna 2015 yhtiön liikevaihto oli 75 997 miljoonaa Ruotsin kruunua ja sillä oli 46 635 työntekijää. www.skf.com

    ® SKF ja ECOPUR ovat SKF-konsernin rekisteröityjä tavaramerkkejä.

  • Kuva

Lataa lehdistöpaketti

Lehdistöpaketti (1.0 MB)

SKF logo