Yağ mühürlerinin tasarımı ve geliştirilmesi
Yağ mühürleme yapılarının tasarımı öncelikle çalışma koşullarına, montaj koşullarına ve çevresel koşullara dayanır.Üretim süreci, ve ekonomik verimlilik dikkate alınmalıdır.Kullanılan kauçuk bileşiği formülü, ısıya direnç gereksinimlerini karşılayan uygun bir özellik kombinasyonunu sağlamalıdır., yağ direnci, aşınma direnci ve iyi işlem performansı.
Yağ mühürü kullanım parametreleri ve tasarım parametreleri
Yapı tasarımında, kullanılan parametreler ve tasarım parametreleri uyumlu olmalıdır.
| Mekanik mühürleme tasarım parametreleri ile uygulama parametreleri arasındaki ilişki | |||||||
| Tasarım parametreleri | Sıcaklık | Eksantriklik | Çapa Hızı | Çubuk Parlaklığı | Basınç | Hizmet Hayatı | |
| - Hayır.Dudak Bölümü.- Hayır. | Sıkıştırma miktarı | ○ | ○ | - Evet. | ● | ● | ○ |
| Baş Alanı | ○ | ● | - Evet. | ○ | ○ | ○ | |
| Temas açısı | ○ | - Evet. | ○ | ● | ○ | ○ | |
| - Hayır.Bel Bölümü.- Hayır. | Uzunluk | ● | ○ | ● | ● | ○ | ○ |
| Kalınlığı | - Evet. | ○ | ○ | ● | ○ | ○ | |
| Kesit Geometri | - Evet. | ○ | ○ | ● | ○ | ○ | |
| - Hayır.Bahar - Hayır. | Sıkıştırma | ○ | - Evet. | ○ | ○ | - Evet. | ○ |
| Konum | ● | - Evet. | ○ | ● | ○ | ○ | |
| - Hayır.Yardımcı parçalar.- Hayır. | Yardımcı dudak | ● | ● | ○ | ● | ● | ○ |
| Helix | ○ | ● | ○ | - Evet. | ● | ○ | |
| - Hayır.Yüzey Tedavisi - Hayır. | Ön yağlama ve kaplama | - Evet. | ● | - Evet. | - Evet. | ● | ○ |
| - Hayır.Kompleks.- Hayır. | Fiziksel Kimyasal Özellikler | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| - Hayır.Efsane:○: Yakın akrabalar | \: Orta derecede ilgili | ●: İlişkileri zayıf | |||||
Yağ mühürü yapısını tasarlarken, aşağıdaki resimde gösterilen yapısal parametreler dikkate alınmalıdır.
(1) Dudak Interferansı (d-d1)
Müdahale büyükse, dudak aşırı bir şekilde gerilir, yaşlanmaya ve aşınmaya neden olur, hizmet ömrünü kısaltır.Çünkü müdahale tüm dudakların radyal kuvveti ile ilgilidir.Tablo 2'de gösterilen interferans değerleri sadece referans içindir.
Tablo 2 Farklı şaft çaplarının müdahalesi
| Çubuk çapı d ((mm) | Müdahale D-d1 ((mm) |
| ≤30 | 0.5~1.2 |
| >30 ~ 50 | 0.8~1.5 |
| >50~80 | 1.0~1.8 |
| >80 ~ 120 | 1.2~2.0 |
| > 120~180 | 1.5~2.3 |
| > 180 ~ 220 | 1.8~2.6 |
(2) Yay pozisyonu "R" değeri
Bu değer, tasarımdaki teorik bir temas genişliğidir. Daha büyük bir "R" değeri temas genişliğini ve sürtünmeyi arttırır. Daha küçük bir "R" değeri mühürlemeye elverişli değildir.Tablo 3'teki yay pozisyonları için "R" değerleri yalnızca referans içindir..
| Çubuk çapıd(mm)d(mm) | 'R' (mm) |
| ≤30 | 0.3~0.5 |
| >30 ~ 50 | 0.4 ~ 0.8 |
| >50~80 | 0.5~1.1 |
| > 80 ~ 120 | 0.6~1.4 |
| > 120~180 | 0.7~1.7 |
| > 180 ~ 220 | 0.8~2.0 |
(3) Bel uzunluğu
Bel uzunluğu tarafından sağlanan radyal kuvvet, yağ mühürü dudaklarının radyal kuvvetinin yaklaşık% 50'sidir.Bunu başarmanın bir yolu yağ mühürünün belinin uzunluğunu uzatmaktırBununla birlikte, yağ mührünün dış çapı genellikle standartlaştırılmıştır. Standartlaştırılmamış montaj alanı bile bu genişliği sınırlamaktadır. Bu nedenle, belin düz uzunluğu sınırlıdır.Bu problem belin düz kısmından eğri bir kesim çıkararak çözülebilir.
(4) Bel bölümünün kalınlığı
Deneyler, düşük basınç altında bile, Şekil (A) 'da gösterildiği gibi deformasyonun kolayca meydana gelebileceğini göstermiştir.Kalın bir bel, yay hareketini zayıflatır., daha ince bir belden daha az etkili bir eksantriklik takip yeteneğine neden olur.Belin resimde gösterildiği gibi yeniden şekillendirilmesi önerilir (B).Bu, eksantrikliği takip etme yeteneğinden ödün vermeden bel sertliğini arttırır.
(5) Başın Üst Uzunluğu
Bazı yağ mühürü kesit diyagramları, başın üst uzunluğunu (t) yay oluk yarıçapına (r) eşit olarak tasarlar.Bahçenin düşmesini önlemek için, tasarım t'nin en azından aşağıdaki ilişkiyi karşılayan r'den büyük olmasını sağlamalıdır: t = 4/3 r.
(6) Bahçeli oluk şekli
Birçok yağ mühürleri, yay oluklarının tasarımında bir hata yaptılar, yay oluklarının yarıçapını (R) ve yay dairelerinin yarıçapını (r) farklı değerlere tasarladılar.Deneysel doğrulama bazı yağlı fok dudaklarının iki temas bölgesine sahip olduğunu bulduBu nedenle, R=r olduğunda, sadece bir temas bölgesi ile dudakların stres dağılım durumu en iyisidir.İkisini imalatta tamamen eşit yapmak genellikle zordur.İkisi arasında küçük bir farkı korumanın tek yolu, ikisi arasında küçük bir farkı korumaktır.
(7) Metal çerçeve tasarımı
Metal çerçevenin ana işlevi, yağ mühürünün yapısal sertliğini güçlendirmektir.Kalınlığı ve yapılandırma yöntemi, yağ mühürünün çalışma koşullarına ve montaj koşullarına bağlıdır..
(8) Yay sarmal
Yağ mühürlerinde kullanılan iki tür yay vardır: bağlama yayları ve yaprak yayları. Bağlama yayları ikisinden en yaygın olarak kullanılır.ve kablo bobin sayısı, ilgili standartlara ve mekanik tasarım kılavuzlarına başvurur.
(9) Radyal Güç
Radyal kuvvet son derece önemli bir parametredir.
1. Eğer radyal kuvvet çok küçükse, mühürleme performansı zayıf olacaktır; 2. Eğer radyal kuvvet çok büyükse, aşınma meydana gelir ve hizmet ömrü kısaltılır; 3.Radyal kuvvet doğrudan dokunuş alanının sürtünmesini ve sıcaklığını etkiler. Radyal kuvvet çok büyük olduğunda, sürtünme büyük bir ısı üretir ve dudakların yaşlanmasını hızlandırır.Merdiven ve ev eksantrik olduğunda6. Radyal kuvvet ortamın çalışma basıncını sınırlamaktadır. Eğer ortam basıncı çok yüksekse,Radial kuvvetin daha fazla arttırılması yağ mühürünün ömrünü kısaltacaktır.
Petrol mühürü malzemesi
Şu anda, yağ mühürleri esas olarak sentetik kauçuktan üretilir.Kauçuk özelliklerini tam olarak anlamak ve uygun malzemeyi seçmek çok önemlidir.Yağ mühürleri için en uygun kauçuk malzemesi, yağ mühürünün ilgili parametrelerine dayanarak belirlenmelidir: şaft üzerindeki radyal kuvvet sızıntı önlemek için yeterince yüksek olmalıdır,Yine de gerginlik ısısını düşük tutmak için belirli bir yağ filmi kalınlığını korumak için yeterince düşükDöşeme, çalışma sırasında eksantrikliğin etkilerini aşmak için yeterli bir müdahale kapasitesine sahip olmalıdır.
Yağ mühürleme malzemesi bu üç parametreyi doğrudan etkiler. Malzemenin zaman ve sıcaklıkla değişmesiyle, anahtar parametreler de buna göre değişir. Örneğin, sıcaklık arttıkça,malzemenin modülü azalır.Sıcak genişleme, mühürleme ortamından kaynaklanan malzemenin şişmesi ve kauçuk bileşiklerinin sertliği, radyal kuvveti ve müdahale uygunluğunu etkiler.
Bu nedenlerle, yağ mühürleme malzemeleri seçilirken aşağıdaki özellikler dikkate alınmalıdır: mühürleme ortamıyla uyumluluk, ortam nedeniyle şişmeye veya sertleşmeye direnç;İyi ısı ve aşınma direnci; ve şaftın kabalığı ve eksantrikliğinde değişikliklere uyum sağlamak için orta esneklik.
Kauçuk malzeme formülasyonlarının sürekli gelişmesi, yeni malzemelerin ortaya çıkması ve mevcut malzemelerin sürekli iyileştirilmesi nedeniyle,Aşağıda en sık kullanılan yağ mühürleri malzemelerinin kısa bir açıklaması verilmiştir.: nitril kauçuk (NBR), poliakrilat kauçuk (PAR), silikon kauçuk, fluor kauçuk (FKM) ve politetrafluoroetilen (PTFE).
Nitril kauçuk
NBR, butadiyen ve propilenin bir kopolymeridir ve propilen içeriği% 18 ila% 40 arasında değişir.Düşük derecede., orta ve yüksek propilen içeriği. NBR'nin yağ direnci, propilen içeriği ile arttıkça, düşük sıcaklıklarda esnekliği azalır.Yüksek sıcaklıklı yakıtlara ve yağlara karşı bazı direnç sıklıkla feda edilir.Nitril kauçuk, diğer kauçuklardan daha iyi soğuk akışı, yırtılma ve aşınma direnci ile mükemmel fiziksel özelliklere sahiptir.Bu özellikler formülasyon tasarımı ile iyileştirilebilir.Nitril kauçuk, petrol bazlı yağlar, yakıt yağları, su, silikon yağları ve silikon esterleri ve etilen glikol karışımları ile kullanılmak için uygundur.PE yağlarıyla temas etmek için uygun değildir., halogenli hidrokarbonlar, nitrokarbonlar, fosfat ester sıvıları, ketonlar, güçlü asitler ve bazı otomotiv fren sıvıları.
Polyakrilat kauçuk
Polyakrilat kauçuk (ACM) diğer doymamış monomerlerle alkil akrilatların bir emülsiyon ko-boğazıdır. Genellikle kullanılan alkil akrilatlar etilen etil akrilat ve butil akrilatdır.Polyakrilat kauçuk, nitril kauçuk ve flor kauçuk arasında bir performans gösterir.Ana zinciri çifte bağ içermediği için ısıya, ozona ve hava koşullarına karşı yüksek direnç gösterir.Yan zincirlerinde klor (Cl) veya (CM) fonksiyonel grupların varlığı yağ direncini daha da artırırBu kauçukun önemli bir özelliği, mineral yağa, hiperbolik yağa ve tereyağına 178 °C'de mükemmel dayanıklılığıdır.Ayrıca yaşlanmaya ve esnek çatlamaya karşı mükemmel direnç gösterirAna dezavantajları, kötü işleme, karıştırma sırasında makaralara yapışması, düşük sıcaklıklarda sınırlı performans, su ve buharlara karşı zayıf direnci,Etilen glikole ve yüksek aromatik yağlara karşı düşük direnç, yüksek sıkıştırma seti ve metal kalıplara ve şaftlara önemli bir korozyon vardır. Elastisite, aşınma direnci ve elektrik yalıtım özellikleri de nispeten düşüktür.Yüksek doymak derecesi nedeniyleUygun bir formülasyonla aşınma direnci önemli ölçüde iyileştirilebilirken, hala nitril kauçuktan daha azdır.
Silikon Kauçuk
Silikon kauçuk, geniş bir sıcaklık aralığında mekanik özelliklerini korur, -65°C'de esnek kalır ve 230°C'de uzun süre çalışmayabilir.Mekanik özellikleri özel bir karışım yoluyla geliştirilebilir., dayanıklılığı, yırtılma direnci ve aşınma direnci genellikle nispeten düşüktür. Alkali, zayıf asitlere ve ozona direnci genellikle iyidir, ancak yağ direnci orta düzeyde.Kimyasal özellikler bileşik ajanlarla geliştirilebilirAncak, silikon kauçuk genellikle benzin, parafin ve hafif mineral yağı gibi hidrokarbonlarda kullanılmak için uygun değildir.Bu ortamlar şişmesine ve yumuşamasına neden olur.Silikon kauçukunun başlıca avantajı, çok düşük sıcaklıklarda esnekliğini koruma yeteneğidir.diğer kauçuklardan daha geniş bir yüksek ve düşük sıcaklıklı mühürleme yelpazesine uygun hale getirirDöner mühürler için, çalışma sıcaklığı standart kauçuktan daha yüksektir.
Fluorosilikon kauçuk daha pahalı bir kauçuktur. Performansı temelde silikon kauçuk ile aynıdır, ancak uygulama aralığı daha dardır.Nitril kauçuk ile karşılaştırılabilir veya ona yakınBu, nitril kauçuklarının çalışma sıcaklık sınırlarının dışında kullanılmasına izin verirken, silikon kauçuklarının sahip olmadığı yağ direncini sunar.
Fluor kauçuk
Fluor kauçuk, ana veya yan zincirlerdeki karbon atomlarında flüor atomları içeren doymuş bir polimerdir.Yüksek sıcaklıklara dayanıklılığı ile karakterize edilir., yağlar, şiddetli korozyon, çözücüler, hava koşulları, ozon, düşük gaz geçirgenliği ve mükemmel fiziksel özellikler.dezavantajları düşük sıcaklık performansı ve yüksek sıkıştırma seti.Flüor kauçuk sıkıştırma setini iyileştirmek için hem yurtiçi hem de uluslararası alanda önemli araştırmalar yapılmıştır.
Polytetrafluoroetilen
Plastikler genellikle yarı katıdır ve genellikle mühür olarak kullanılmamaktadır. Polytetrafluoroetilen (PTFE) bir istisnadır.Özellikle geniş bir çalışma sıcaklık aralığında kimyasal saldırıya dirençlidir.PTFE, metallere karşı düşük bir sürtünme katsayısı gösterir, ancak dolgu takviyesi olmadan mekanik dayanıklılığı düşüktür.Mesela, işlenmiş veya kalıplandırılmış PTFE hem düşük sürtünme yüzeyi hem de kimyasallara dayanıklı bir kaplama olarak kullanılabilir.
Petrol mühürü malzemesinin özellikleri
Petrol mühürleme malzemelerinin çalışma sıcaklığı
Çalışma sıcaklığı, yağ mühürlerinin kullanım ömrünü etkileyen önemli bir faktördür.
Tablo 4 Genel olarak kullanılan yağ mühürleme malzemelerinin çalışma sıcaklıkları
| Kauçuk Türü | Çalışma sıcaklık aralığı (°C) |
| Nitril kauçuk | -40 ile 100 arasında. |
| Polyakrilat kauçuk | -20 ile 160 arasında. |
| Silikon Kauçuk | - 65 ile 200 arasında. |
| Fluoro karbon kauçuk | -20 ila 250 |
Düşük sıcaklıklarda performans değişiklikleri, yüksek sıcaklıklarda olanlardan önemli ölçüde farklıdır.Deformasyondan iyileşmelerini yavaşlatır.Kristalleşme de yavaş olsa da gerçekleşir. Malzeme kırılganlığa ulaşmadan önce, alternatif elastomer malzemeleri yoksa, yay gücü gerekli esnekliği sağlayabilir.Yüksek sıcaklıklardaYüksek sıcaklıklar da malzeme yaşlanmasını hızlandırır.Tipik olarak esneklik kaybı ve sertliğin ve modülün kademeli bir artışı olarak ortaya çıkar.
Yağ mühürü malzemelerinin aşınma direnci
Malzeme aşınma direnci, yağ mühürleri için çok önemli bir faktördür. Kauçuk'un aşınma direnci sertliği ve yırtılma direnciyle ilgilidir. Genel olarak, aşınma direnci sertliği arttıkça iyileşir;Daha iyi yırtılma direnci de daha iyi aşınma direncine yol açarAyrıca, bir malzemenin aşınma direnci, sürtünme katsayısı ve çiftleşme yüzeyinin parlaklığı gibi faktörlerden de etkilenir.
Döşeme ortamları ile uyumluluk
Madde sıvı ortamı emerken, hacim değişir. Aşırı genişleme malzemenin fiziksel ve mekanik özelliklerini bozabilir ve kabul edilemez hale getirebilir.Aşırı genişleme de kimyasal reaksiyonlara neden olabilir.Bu durumlarda, mühürleme ortamı ve malzeme uyumsuzdur.Bazı durumlarda, mühürleme ortamı kauçuk bileşiklerinden plastikizatörler ve antioksidanlar gibi katkı maddelerini çıkarabilir, elastomerin bileşimini değiştirebilir ve hatta sızıntıya yol açan küçülmeye neden olabilir.Petrol mühürleri malzemelerinin belirli ortamlarla uyumluluğu hakkında bilgi için, lütfen Tablo 5'e bakın.
Tablo 5 Yağ mühürü malzemelerinin uyumluluğu
| Malzeme Orta |
Butadien Nitril Kauçuk | Polyakrilat kauçuk | Silikon Kauçuk | Fluor kauçuk | Polytetrafluoroetilen |
| Yağ | Harika. | - İyi. | Yoksul | Harika. | Harika. |
| EP Petrolü | - İyi. | Yoksul | Harika. | Harika. | Harika. |
| Su | Harika. | Harika. | Yoksul | Harika. | Harika. |
| Mil-L-2105 | - İyi. | Harika. | Yoksul | - İyi. | Harika. |
| Mil-G-10924 | Harika. | Harika. | Yoksul | Harika. | Harika. |
| Fluorokarbon Yağı 12 | Harika. | Yoksul | Yoksul | - İyi. | Harika. |
| Fosfor Ester | Yoksul | Yoksul | Harika. | Harika. | Harika. |
| Perkloroetilen | - İyi. | Yoksul | Yoksul | Harika. | Harika. |
| Yakıt yağı | Harika. | - İyi. | Yoksul | Harika. | Harika. |
| Fren yağı | Yoksul | Yoksul | Yoksul | - İyi. | Harika. |
| Svyrol500 | Yoksul | Yoksul | Harika. | Yoksul | Harika. |
| Soğuk Gaz Nitrogen | Yoksul | Yoksul | - İyi. | Yoksul | Harika. |
| - | Çeşitli mineral yağlar için uygundur, baskı mürekkeplerine dayanıklı değildir. | Düşük şişlik, baskı mürekkepine dayanıklı. | Bazı yağlarda şişlik yüksek ve klorlu yağ ve baskı mürekkebindeki katkı maddelerine direnç düşüktür. | Düşük şişlik, çeşitli yağlama yağlarına dayanıklı. | Çoğu medyaya karşı mükemmel direnç. |
Yukarıdan, yağ mühürünün yapısal tasarımının çok önemli olduğunu görebiliriz.Etkili bir mühürlenme sağlanamıyor..