Operación, instalación y análisis de fallas de la junta tórica

1. Uso de juntas tóricas

La junta tórica se usa ampliamente en una variedad de piezas hidráulicas y neumáticas, juntas de tubería, superficie de cilindro y unión de superficie de brida.Para la junta tórica utilizada en el proceso de movimiento, cuando la presión de trabajo es superior a 10MPa, como la compresión unidireccional, se establece un anillo de retención en el otro lado de la dirección de compresión de la junta tórica;En caso de compresión bidireccional, se colocará un anillo de retención a cada lado de la junta tórica.Para reducir la fricción, también se pueden usar retenedores de cuña.Cuando el líquido presurizado ACTÚA desde el lado izquierdo, el anillo derecho se empuja hacia arriba y el anillo izquierdo no entra en contacto con la superficie sellada, lo que reduce la fricción.En general, el uso del retenedor aumentará la fricción del dispositivo de sellado, y el retenedor de cuña es muy importante para reducir la fricción.Para juntas tóricas fijas, también se requieren anillos refrigerados cuando la presión de trabajo es superior a 32MPa.

Después de usar la junta tórica, la presión de trabajo puede aumentar considerablemente.La presión de sellado estático se puede aumentar a 200 ~ 700MPa;La presión de sellado dinámico también se puede aumentar a 40MPa.El retenedor también ayuda a mantener la junta tórica bien lubricada.

Cuando se usan juntas tóricas como sellos alternativos, se debe prestar atención a la falla del sello debido a la torsión de rodadura de tono completo y al aumento de la fricción debido a la adhesión.Las juntas tóricas, si se ensamblan y usan correctamente, generalmente tienen menos probabilidades de rodar o torcerse en movimiento alternativo porque el área de contacto entre la junta tórica y la ranura sellada es mayor que el área de contacto de fricción en la superficie deslizante, y la resistencia de La junta tórica misma evita la distorsión en primer lugar.Al mismo tiempo, la distribución de la fricción tiende a mantener estacionaria la junta tórica en su ranura porque la fricción estática es mayor que la fricción deslizante, y la superficie de la ranura sellada es generalmente menos lisa que la superficie deslizante.

Las juntas tóricas se usan generalmente en sistemas neumáticos de baja presión por debajo de 0.7mpa y tienen mayores requisitos de sellado.En los sistemas neumáticos, se debe tener cuidado para lubricar la junta tórica.

Por lo general, las superficies deslizantes están galvanizadas para mejorar la resistencia a la corrosión y al desgaste.El material del revestimiento tiene un cierto efecto en la vida útil de la junta tórica.

La vida útil de la junta tórica está directamente relacionada con muchos factores, como la condición de servicio, la calidad del ensamblaje, el material de las piezas móviles, la precisión del mecanizado, la condición de lubricación y las medidas a prueba de polvo.Por lo tanto, la vida útil exacta de la junta tórica solo se puede juzgar de acuerdo con las condiciones de trabajo específicas.La junta tórica utilizada para el sellado dinámico es una pieza de desgaste. En cualquier aplicación de sellado de movimiento alternativo, debe usarse de acuerdo con los datos nominales o la capacidad de la parte de sellado y debe ensamblarse adecuadamente para obtener un rendimiento satisfactorio.

El sellado con juntas tóricas debe tratar de hacer que la dirección de presión y fricción sea opuesta, si las dos fuerzas están en la misma dirección, la tendencia de extrusión de la junta tórica es más obvia y puede reducir la clasificación de presión efectiva.Si el diseño de la ranura no se puede ajustar de tal manera que la dirección de presión sea opuesta a la dirección de fricción, se debe usar un anillo de retención bajo una presión de 7 ~ 10MPa.Las bombas hidráulicas autocebantes o las tuberías con un caudal instantáneo superior a 10 m / s pueden producir un fenómeno de presión negativa (vacío). En este caso, el estado de trabajo es el sellado de presión negativa.La presión negativa es diferente de la seguridad del sello de presión positiva.Y en contraste con el fenómeno de fuga de presión positiva, la presión negativa es succión.Entonces su sello es lo contrario.Si no presta atención y utiliza por error la presión positiva para la presión negativa, es posible aspirar la junta tórica, lo que provoca que el aire ingrese al sistema hidráulico, lo que hace que el tanque gotee&"; hierva GG"; fenómeno.Para sellos que pueden producir presión negativa o vacío, se deben usar ranuras protectoras para evitar que las juntas tóricas sean succionadas en el orificio.

2. Instalación de la junta tórica

La calidad de instalación de la junta tórica tiene una influencia importante en su sellado y vida útil.Los problemas de fugas a menudo son causados ​​por una mala instalación.No se permite que la junta tórica se raye ni se instale incorrectamente, y no se puede distorsionar la junta tórica en el proceso de instalación.Antes del montaje, la ranura del sello y la superficie de acoplamiento del sello deben limpiarse estrictamente;Al mismo tiempo, aplique grasa a la superficie a pasar en el ensamblaje de la junta tórica.

Para evitar que la junta tórica se corte o raye con bordes afilados, como un ángulo y una rosca afilados durante la instalación, se dejará un ángulo de entrada de 15 ° ~ 30 ° en el extremo del eje y en el extremo del orificio de la instalación.Cuando la junta tórica necesita pasar a través de la rosca externa, se debe usar un manguito guía especial de pared delgada para cubrir la rosca externa.

Además, para evitar fugas o el uso de juntas tóricas desechadas.Y también preste atención a la dirección de instalación del anillo deflector.

3. Almacenamiento de juntas tóricas

La junta tórica es una pieza de desgaste, por lo que debe mantenerse adecuadamente.La custodia de las juntas tóricas tiene un gran impacto en su vida útil.La junta tórica se mantendrá de la siguiente manera:

1) Evite la luz solar directa, la humedad y la circulación del aire.Porque estos son los factores que aceleran el envejecimiento de los materiales de las juntas tóricas.La temperatura adecuada para almacenar la junta tórica es de 0 ~ 20 ℃, y la humedad del aire adecuada es superior al 70%.

2) La junta tórica debe almacenarse lejos de 1 m de equipo de calefacción y no debe colocarse en la habitación con ácido o álcali.

3) Cuando la junta tórica se almacena, no se permite presionarla para no causar deformación permanente de la compresión.

4) La fecha de fabricación y fabricación de bolsas de plástico de polietileno con juntas tóricas debe registrarse para su uso en orden de precedencia.El período de almacenamiento de la junta tórica hecha de material de goma suele ser de 2 a 5 años.

4, falla del anillo tórico y soluciones

Junta tórica sellada de fácil aparición de fallas, motivos y soluciones.

El diseño y el uso incorrectos de la junta tórica acelerarán su daño y la pérdida del rendimiento de sellado.Los resultados experimentales muestran que la junta tórica no se dañará si el dispositivo de sellado está diseñado razonablemente y la presión simplemente aumenta.Bajo las condiciones de trabajo de alta presión y alta temperatura, las principales razones del fracaso de la junta tórica son la deformación permanente del material de la junta tórica y la mordida del espacio causado por la presión de la junta tórica en el espacio de sellado.

1. deformación permanente

Como el material de caucho sintético utilizado para el anillo de sellado de la junta tórica es un material viscoelástico, la cantidad inicial de compresión y capacidad de obturación de resistencia perderá gradualmente la deformación permanente y eventualmente tendrá fugas.La deformación permanente y la desaparición elástica son las principales razones de la pérdida del rendimiento de sellado de la junta tórica. Las siguientes son las razones principales de la deformación permanente.

1) La relación entre la relación de compresión y la cantidad de tracción y la deformación permanente.

El caucho de varias formulaciones utilizadas para fabricar juntas tóricas producirá un fenómeno de relajación del esfuerzo de compresión en el estado de compresión, en este momento, el estrés de compresión disminuye con el aumento del tiempo.Cuanto mayor es el tiempo de servicio, mayor es la relación de compresión y mayor es la cantidad de tensión, mayor es la caída en la tensión causada por la relajación de la tensión del caucho, de modo que la junta tórica no es lo suficientemente elástica y pierde la capacidad de sellado.Por lo tanto, es aconsejable intentar reducir la tasa de compresión en las condiciones de uso permitidas.Aumentar el tamaño de la sección de la junta tórica es la forma más fácil de reducir la relación de compresión, pero aumentará el tamaño de la estructura.

Debe tenerse en cuenta que al calcular la relación de compresión, la reducción de la altura de la sección causada por el estiramiento de la junta tórica durante el ensamblaje a menudo se ignora.El cambio en el área de la sección de la junta tórica es inversamente proporcional al cambio en la circunferencia.Al mismo tiempo, debido a la acción de la tensión, la forma de la sección de la junta tórica también cambiará, lo que se muestra como la disminución de su altura.Además, bajo la acción de la tensión superficial, la superficie externa de la junta tórica se vuelve más plana, es decir, la altura de la sección transversal disminuye ligeramente.Esta es también la relajación del estrés de compresión de la junta tórica de una actuación.

El grado de deformación de la sección transversal de la junta tórica también depende de la dureza del material de la junta tórica.En el caso de la misma cantidad de tensión, la junta tórica con alta dureza también reduce más la altura de su sección. Desde este punto de vista, el material con baja dureza debe seleccionarse en la medida de lo posible según las condiciones de uso.Bajo la acción de la presión y la tensión del líquido, la junta tórica del material de goma producirá gradualmente deformación plástica, la altura de la sección se reducirá en consecuencia, de modo que la pérdida final de la capacidad de sellado.

2) La relación entre la temperatura y el proceso de relajación de la junta tórica

La temperatura es otro factor importante que afecta la deformación permanente de la junta tórica.La alta temperatura acelerará el envejecimiento de los materiales de goma.Cuanto mayor sea la temperatura de trabajo, mayor será la compresión de la deformación permanente de la junta tórica.Cuando la deformación permanente es superior al 40%, la junta tórica pierde su capacidad de sellado y tiene fugas.El valor de tensión inicial formado en el material de goma de la junta tórica debido a la deformación por compresión disminuirá y desaparecerá gradualmente con el proceso de relajación de la junta tórica y el efecto de la caída de temperatura.La compresión inicial de una junta tórica que funciona a temperaturas bajo cero puede disminuir o desaparecer por completo debido a una fuerte caída de la temperatura.Bajo la condición de -50 ~ -60 ℃, el material de caucho que no es resistente a bajas temperaturas perderá por completo el estrés inicial.Incluso para materiales de caucho resistentes a bajas temperaturas, la tensión inicial en este punto no será mayor del 25% de la tensión inicial a 20 ° C.Esto se debe a que la compresión inicial de la junta tórica depende del coeficiente de expansión lineal.Por lo tanto, al seleccionar la cantidad de compresión inicial, es necesario asegurarse de que todavía haya suficiente capacidad de sellado después de la caída de tensión debido al proceso de relajación y la caída de temperatura.

Se debe prestar especial atención al índice de recuperación y al índice de deformación de los materiales de caucho para juntas tóricas que funcionan a temperaturas bajo cero.En resumen, en el diseño debe intentar asegurarse de que la junta tórica tenga la temperatura de trabajo adecuada, o elegir resistencia a altas y bajas temperaturas de los materiales de la junta tórica, con el fin de extender la vida útil.

3) Presión de trabajo media y deformación permanente.

La presión del medio de trabajo es el factor principal que causa la deformación permanente de la junta tórica.La presión de trabajo de los equipos hidráulicos modernos aumenta día a día.La junta tórica se deformará permanentemente por una presión alta prolongada.Por lo tanto, el diseño debe basarse en el material de caucho resistente a la presión apropiado.Cuanto mayor sea la presión de trabajo, mayor será la dureza y la alta resistencia a la presión de los materiales utilizados.

Con el fin de mejorar la resistencia a la compresión de los materiales de la junta tórica, aumentar la elasticidad de los materiales (especialmente aumentar la elasticidad de los materiales a baja temperatura) y reducir la deformación permanente de los materiales por compresión, generalmente es necesario mejorar la fórmula del material y agregar plastificante .Sin embargo, con un anillo de sellado O de plastificante, un tiempo prolongado en la inmersión del medio de trabajo, el plastificante será absorbido gradualmente por el medio de trabajo, lo que resulta en la contracción del volumen del anillo de sellado de O e incluso puede hacer que el anillo de sellado de O tenga una compresión negativa (es decir, , en anillo de sellado O y espacio de selladoPor lo tanto, en el cálculo de la compresión de las juntas tóricas y el diseño de la matriz, deben tenerse en cuenta estas contracciones.Debe hacer que la junta tórica presionada en el medio de trabajo de inmersión 5 ~ 10 días y noches después todavía pueda mantener el tamaño necesario.

La tasa de deformación permanente por compresión de los materiales de las juntas tóricas está relacionada con la temperatura.Cuando la tasa de deformación del 40% o más, es decir, habrá fugas, por lo que el límite de resistencia al calor de varios tipos de caucho: NBR 70 ℃, EPdm 100 ℃, fluororubber 140 ℃.Por lo tanto, la deformación permanente de la junta tórica se ha estipulado en varios países.El cambio de tamaño de la junta tórica del material de caucho estándar chino a diferentes temperaturas se muestra en la tabla.La tasa de deformación permanente por compresión de la junta tórica con diámetro de sección grande es menor a la misma temperatura.

Es' una historia diferente en el petróleo.Como la junta tórica no está en contacto con el oxígeno en este momento, las reacciones adversas anteriores se reducen considerablemente.Además, generalmente causa cierta expansión del adhesivo, por lo que la tasa de deformación permanente por compresión debido a la temperatura se compensará.Por lo tanto, la resistencia al calor en el aceite se mejora considerablemente.El caucho de nitrilo butadieno, por ejemplo, puede funcionar a 120 ℃ o más.

2. Bocado

Las piezas están selladas con poca precisión geométrica (incluyendo redondez, elipticidad, cilindricidad, coaxialidad, etc.), diferentes centros entre las piezas y el fenómeno de expansión del diámetro interno a alta presión, lo que conducirá a la expansión del espacio de sellado y la intensificación. del fenómeno de extrusión de separación.La dureza de la junta tórica también tiene una influencia obvia en la extrusión de separación.Cuanto mayor es la presión de líquido o gas, menor es la dureza del material de la junta tórica, más grave es el fenómeno de extrusión de la separación de la junta tórica.

La medida para evitar la mordida en el espacio es controlar estrictamente la dureza y el espacio de sellado de la junta tórica.Elija un material de sellado de dureza adecuado para controlar la separación.El rango de dureza de las juntas tóricas de uso común es HS60 ~ 90.Baja dureza para baja presión, alta dureza para alta presión.Es una forma efectiva de evitar que la junta tórica se apriete en el espacio libre mediante el uso de un anillo de sellado adecuado para proteger el anillo de retención.

3. Distorsión

La distorsión se refiere a la torsión circunferencial de la junta tórica, que generalmente ocurre en el estado de sellado dinámico.

Si se ensamblan y usan correctamente, las juntas tóricas generalmente tienen menos probabilidades de rodar o torcerse en movimiento alternativo porque el área de contacto entre la junta tórica y la ranura es mayor que el área de contacto de fricción en la superficie deslizante, y la resistencia de la O El anillo evita la distorsión en primer lugar.La distribución de la fricción también tiende a mantener estacionaria la junta tórica en su ranura porque la fricción estática es mayor que la fricción deslizante y la superficie de la ranura es generalmente menos rugosa que la superficie deslizante.

Hay muchas razones para el daño por distorsión, la más importante se debe a que el pistón, el vástago del pistón y la holgura del cilindro son desiguales, excentricidad demasiado grande, el diámetro de la sección del anillo tórico no es uniforme, debido a que causa una junta tórica en una semana de fricción desigual, junta tórica Algunas partes de la fricción son demasiado grandes, distorsión.En general, el tamaño de la sección de la junta tórica pequeña, fácil de producir fricción desigual.Causar distorsión (es por eso que el diámetro de la junta tórica para el movimiento es mayor que el de la junta tórica para la fijación).

Además, debido a la existencia de una desviación de la coaxialidad de la ranura de sellado, la altura de sellado no es igual y el diámetro de la sección de la junta tórica no es uniforme y otros fenómenos pueden hacer que la parte de la junta tórica de la compresión sea demasiado grande, la otra parte es Demasiado pequeño o no comprimido.Cuando la ranura es excéntrica, es decir, la desviación coaxial es mayor que la compresión de la junta tórica, el sello fallará por completo.Otra desventaja de las ranuras de sello desalineadas es la compresión desigual de los sellos de junta tórica a lo largo de la circunferencia.Además, debido al impacto de factores como el diámetro de la sección, la dureza del material, el espesor de la película de aceite y la rugosidad de la superficie del eje del sello, una parte de la junta tórica se desliza a lo largo de la superficie de trabajo y la otra parte rueda, causando la distorsión de la Junta tórica.La junta tórica para movimiento se daña fácilmente debido a la distorsión, que es una causa importante de daños y fugas del dispositivo de sellado.Por lo tanto, mejorar la precisión de mecanizado de la ranura de sellado y reducir la excentricidad son factores importantes para garantizar el sellado confiable y la vida útil de la junta tórica.Si se distorsiona durante la instalación, el daño por distorsión puede ocurrir muy rápidamente.Durante el funcionamiento, la distorsión puede cortar las juntas tóricas, lo que hace que se filtre una gran cantidad de aceite, y las juntas tóricas cortadas pueden mezclarse con otras partes del sistema hidráulico, causando accidentes graves.

Para evitar el daño por distorsión de la junta tórica, se debe prestar atención a los siguientes puntos en el diseño

1) La concentricidad de la ranura de instalación de la junta tórica debe considerarse a partir de los dos aspectos de procesamiento fácil y sin distorsión.

2) El tamaño de la sección de la junta tórica debe ser uniforme y la parte de sellado debe aplicarse completamente con aceite lubricante o grasa durante cada instalación.A veces se puede usar un dispositivo de llenado de serpentín de fieltro impregnado con aceite lubricante.