Cookie-k az SKF webhelyén

Az SKF cookie-kat használ arra, hogy webhelyei tartalmát minél jobban összehangolja a látogatók preferenciáival - ilyen például a választott ország és nyelv. Elfogadja az SKF által használt cookie-kat?

cookie_information_popup_text_2[125]

Teherbíró tömítés

  • Történet

    2016 szeptember 28, 13:00 CET

    Az SKF mérnökei számos kutatást végeztek és rengeteg műszaki know-how-t tanulmányoztak annak érdekében, hogy a lehető legnagyobb teljesítményt hozzák ki az új S1S hidraulikus rúdtömítésből.

    A hidraulikus rendszerek csak annyira jók, amennyire a tömítéseik. A hidraulikus munkahengerek már régóta a hagyományos módszert képviselik a nehéz üzemi körülmények között működő, nagy teljesítményt és megbízhatóságot igénylő mozgó alkalmazásoknál, például az építőiparban, a bányászatban, valamint a mezőgazdasági és az erdészeti ágazatban. A hidraulikus berendezések abban az esetben működnek megfelelően, ha lehetővé teszik az alkatrészek mozgását, miközben az olajat a rendszeren belül tartják.

    A tömítések meghibásodása rengeteg nem kívánatos következménnyel jár, beleértve a megnövekedett működési és fenntartási költségeket, a nem tervezett leállások miatt bekövetkező termeléskiesést, a környezetszennyezést és a biztonsági kockázatot a személyzet számára. Ezek a rendszerek sokat követelnek a tömítésektől. A tömítések alapvetően nehéz feladatot látnak el: benntartják az olajat akár 400 bar (5,800psi), de néha még magasabb nyomás és 110°C-ot (230°F) meghaladó hőmérséklet mellett. Ezt a feladatot tovább nehezítik a munkakörnyezet kihívásai, többek között a por és a kémiai szennyeződések, valamint a terhelés, amely deformálhatja az alkatrészeket, olyan hézagokat hozva létre, amelyeket nehéz tömíteni.

    A rúdtömítés a csata frontvonalában harcoló katona, aki a hidraulikus berendezés megfelelő működéséért küzd (1. kép). A tömítések a rendszer bármely pontján a legnagyobb igénybevételt jelentő körülményekkel néznek szembe. Ez egyrészről az elhelyezkedésüknek köszönhető - gyakran közvetlenül a berendezés szélén működnek, ahol nagy valószínűség szerint ki vannak téve az oldalirányú terhelésnek -, másrészről pedig annak a feladatnak, amit el kell látniuk, azaz, hogy lehetővé tegyék a rúd ki-be mozgását minimális súrlódás mellett, miközben az olajat a munkahenger belsejében tartják.

    Amikor a hidraulikus alkalmazásokhoz kínált átfogó tömítési megoldásainak részeként az SKF célul tűzte ki egy új rúdtömítés kifejlesztését, a vállalat mérnökei tisztában voltak azzal, hogy intenzív kutatási és fejlesztési, valamint tesztelési folyamatokra lesz szükség, ha a kategóriájában a legjobb terméket szeretnék létrehozni.

    A munka az alapanyag kiválasztásával kezdődött. "A poliuretánt sok ezer műszaki alkalmazásnál használják, de a tömítéseknél összességében ez csak egy kis százalékot tesz ki.” - magyarázta Wolfgang Swete, az SKF hidraulikarendszer-tömítések termékfejlesztési osztályának vezetője. "Ez azt jelenti, hogy az alapanyag-beszállítók szokásos összetételű termékei nem feltétlenül rendelkeznek az ehhez a feladathoz szükséges megfelelő teljesítményjellemzőkkel."

    Ahelyett, hogy egy olyan opcióra vártak volna, amely jelenleg nem áll rendelkezésre és esetleg veszélyeztetné a teljesítményt, az SKF a saját fejlesztésű egyedi alapanyagát használta. A vállalat ECOPUR poliuretán alapanyagát kifejezetten a prémium minőségű tömítésekhez fejlesztették ki. A más termékeknél szerzett több évtizedes tapasztalat alapján megállapítható, hogy a tömítések kiváló teljesítményéhez a teherbírás és a rugalmasság megfelelő kombinációjára van szükség, a hosszú élettartamot pedig a kopásállóság és a tartósság biztosítja.

    Az alapanyag tulajdonságai az új tömítés optimális geometriájának kialakítása miatt is fontosak voltak az SKF számára. Az SKF S1S tömítéshez hasonló egyajkas kivitelű tömítések valójában több munkavégző felülettel is rendelkeznek, amelyek összetett módon működnek és kölcsönhatásban állnak. „Bár minden tömítésnél az elsődleges cél a szivárgás megakadályozása, a rúdtömítés esetén valójában szükség van arra is, hogy egy kis mennyiségű olajat kiengedjen a tömítés széleinél.” - mondta Wofgang Swete. „A kiengedett olaj létrehoz egy 1 um-nél vékonyabb filmréteget, amely lehetővé teszi, hogy a rúd könnyedén és egyenletesen mozogjon." Ennek a filmrétegnek a pontos szabályozása befolyásolja a munkahenger teljesítményét és a tömítés élettartamát (2. kép). Annak megértéséhez, hogyan lehet ezt a kenőanyag filmréteget a leghatékonyabban szabályozni, az SKF korszerű végeselemes analízist alkalmazott, és ezt ötvözte a széles körű kenéstechnikai ismereteivel. A vizsgálat feltárta, hogy a kisebb sugarú ajakkal rendelkező tömítés vékonyabb filmréteget hoz létre, ezáltal simább működést biztosít anélkül, hogy túl sok folyadék szivárogna el. De megfelelő mértékben kopásálló anyag nélkül ez a kis sugár veszélyeztetné a tömítés tartósságát.

    És nem csak a tömítés ajka befolyásolja a filmréteget - magyarázta Wolfgand Swete. „Amikor a rúd visszahúzódik a munkahengerbe, a tömítés hátsó éle szabályozza a visszaszivattyúzást, az húzza vissza a kenőanyagot. Ha ennek a funkciónak a maximalizálása érdekében optimalizáljuk a tömítés alakját, azzal csökkentjük a folyadékveszteséget és megőrizzük a kenési teljesítményt."

    A tömítés homlokoldalán az U alakú horony lehetővé teszi a tömítőél mozgását a munkahengerhez képest, és működés közben kiegyenlíti a felület egyenetlenségeit vagy torzulását. A horony mérete és alakja befolyásolja a tömítés súrlódási jellemzőit is a mozgó rúdon. A nem megfelelő tömítéskivitel akadozó mozgáshoz és zajhoz vezethet. Az SKF elemzése azt is kimutatta, hogy az érintkező felületeken jelentkező túl nagy feszültség jelentősen befolyásolja a tömítés élettartamát. Több tervezési ciklus, végeselemes analízis és prototípus tesztelés kellett ahhoz, hogy olyan horonygeometriát alakítsanak ki, amely biztosítja a megfelelő egyensúlyt a súrlódás és tömítési teljesítmény között.

    „Az ehhez hasonló fejlesztési folyamatokban mindig szükség van a szimuláció és a tesztelés kombinációjára." - magyarázta Wolfgang Swete. "A megfelelő FEA technikákkal és anyagmodellezéssel csökkenthetjük az elvégzendő fizikai tesztek mennyiségét, de soha nem lehet teljesen elhagyni ezt a lépést." A gyakorlatban a szimuláció és a fizikai vizsgálat egymást segítik: a vizsgálatok eredményei lehetővé teszik a mérnökök számára, hogy finomítsák és tovább fejlesszék a modellezési technikákat.

    Az S1S fejlesztése során az SKF extrém nagy igénybevételt jelentő tesztsorozatnak vetette alá a tömítéseket. A prototípusok több száz kilométert tettek meg fel és le mozogva egy 110°C (230°F) hőmérsékletű és maximum 315 bar nyomású olajjal működtetett, kifejezetten erre a célra gyártott vizsgálóberendezésben. A vizsgálat során mérték a súrlódási erőt és a szivárgást, és minden vizsgálat után gondosan megmérték a tömítéseket is, hogy lássák, milyen mértékben deformálódtak el. „A csapágyakkal ellentétben a tömítések várható élettartamának kiszámolására nincs képlet” - magyarázta Wolfgang Swete. "De tudjuk, hogy a hosszú távú teljesítmény szempontjából fontos mutatók a tömítésben bekövetkező alakváltozás és torzulás." Wolfgang Swete csapatának köszönhetően az S1S az összehasonlító vizsgálatok során mindhárom mérésnél a kategóriájában a legjobb eredményt érte el más gyártók prémium minőségű tömítéseivel szemben (3. kép).

    A gyártás is számít. A tömítés éleit és az U alakú hornyot pontosan kell legyártani ahhoz, hogy a rúd mozgása közben a tervnek megfelelően működjön. A tömítés nyomástartó képessége statikus állapotban a tömítés külső éle és az alkalmazott munkahengerben lévő horony közötti szoros illesztéstől függ. Ebben az esetben az SKF ki tudja használni a házon belül rendelkezésre álló korszerű gyártási lehetőségeit, amelyek lehetővé teszik, hogy rendkívül szoros tűréssel állítson elő poliuretán alkatrészeket különböző eljárásokkal, a prototípusok és a kis mennyiségben előállított tömítések forgácsolásától kezdve a nagyobb mennyiségek és a standard alkatrészek fröccsöntéséig.

    Az SKF S1S hidraulikus rúdtömítés gyártása már elkezdődött a 18-240 mm közötti külső átmérőjű standard mérettartományban. A kínálatot időről időre további méretekkel egészítik majd ki. Az egyedi igényekkel jelentkező vevők számára az SKF speciális méretű forgácsolt tömítéseket is kínál, ugyanakkor ha a mennyiség lehetővé teszi, a fejlett gyártási kapacitásnak köszönhetően zökkenőmentesen át lehet állni a fröccsöntéses gyártástechnológiára.

    SKF AB
    (publ)

    További információt a következő elérhetőségeken kérhet:
    Sajtókapcsolat: Sabine Hergenröder, +46 31 337 6418, +46 705 77 6418, sabine.hergenroder@skf.com

    Az SKF a világpiac vezető szállítója a csapágyak, a tömítések, a mechatronika, a kenéstechnikai rendszerek és a szerviz területén, mely utóbbi terület magába foglalja a műszaki támogatástól kezdve a karbantartási és megbízhatósági szolgáltatásokon át a mérnöki tanácsadást és képzést is. Az SKF a világ több mint 130 országában 17 000 viszonteladóval képviselteti magát. A cég éves bevétele 2015-ben 75 997 millió svéd korona, alkalmazottainak száma pedig 46 635 fő volt. www.skf.com

    ® Az SKF és az ECOPUR az SKF Csoport bejegyzett védjegyei.

  • Kép

Sajtóanyag letöltése

Sajtóanyag (1.0 MB)

SKF logo