Гідравлічна трансмісія - це спосіб перетворення енергії, передачі та керування за допомогою рідини під тиском як робочого середовища. Гідравлічний зубчастий насос є елементом перетворення енергії в системі гідравлічної трансмісії, який широко використовується в машинобудуванні, гірничодобувній промисловості, навантажувачах та інших машинах.
Часто використовуються динамічні, статичні ущільнення гідравлічного шестеренного насоса: динамічне ущільнення з поворотним механічним ущільненням, гумове ущільнення; Статичне ущільнення має прокладки, ущільнювальні кільця та герметики. Гідравлічний зубчастий насос є найбільш часто використовуваним зовнішнім ущільненням (внутрішній тиск) для ущільнювального кільця, межа ущільнення - це здебільшого плоский торець кільця.
1. Ущільнення та витік
Ущільнення – це суто питання ступеня, воно ніколи не є абсолютним, технологія ущільнення може вирішити проблему лише для запобігання або зменшення витоку. Немає абсолютного ущільнення у фізичному сенсі, і будь-яка щілина, якою б невеликою вона є, дозволяє молекулі рідини мати канал в обох напрямках, який у розмовній мові називається витоком. Найпоширеніший вид витоку в гідравлічних системах спричинений потоком під тиском і відбувається у вигляді крапель або течії рідини.
Форма та розмір ущільнювального зазору значно відрізняються в різних системах ущільнення, а товщина плівки ущільнювальної поверхні коливається приблизно від {{0}}.1 мкм до 1 мм. У контактному ущільненні проміжок ущільнення дуже малий, ущільнювальний інтерфейс відносно ковзає, ущільнювальний інтерфейс утворює динамічну рідинну плівку, товщина цієї динамічної рідинної плівки зазвичай становить 0.1 ~ 1 мкм, тобто з шорсткістю та шорсткістю еквівалент ущільнювального інтерфейсу. Оскільки розмір молекул масла не перевищує приблизно 1 нм (0,001 мкм), молекули рідини все ще малі порівняно з найтоншою динамічною плівкою, і витік неминучий.
2. Механізм ущільнювального кільця та вибір
2.1 Механізм ущільнення
Ущільнювальні кільця в гідравлічному шестеренчастому насосі широко використовуються, матеріали для гуми (від кута ущільнення рідини для аналізу механізму ущільнення також можна назвати еластомером), він має такі переваги: (1) низький модуль пружності E та велике подовження при розриві (100 відсотків або вище), а саме адаптивні характеристики гуми високі після початкового встановлення контактної напруги в прийнятному діапазоні; (2) Високий коефіцієнт Пуассона ν з теоретичною межею, близькою до 0,5, відображає нестисливість гуми; ③ Низький модуль зсуву G, не змінює об'єм корпусу, легко змінює форму, адаптується до різних порожнин.
Ущільнювальний механізм ущільнювального кільця залежить від еластичності та нестисливості матеріалу та наявності початкового втручання або попереднього стиснення. У вільному стані розглядається лише ущільнення поверхні стиснення та симетричної екструзії. Після того, як ущільнювальне кільце встановлено в ущільнювальну канавку, контактна поверхня створює певне навантаження δ0 перед тиском. Коли тиск прикладається як δP, тиск рідини діє на відкриту поверхню ущільнення та сприяє зміщенню ущільнювального кільця до сторони низького тиску. У той же час пружна деформація ще більше збільшується, а контактна напруга на поверхні ущільнювального кільця має параболічний розподіл.
2.2 Питання, які потребують уваги для вибору
(1) Ущільнювальні кільця можуть втратити еластичність через термічне старіння або хімічну ерозію, а також можуть зазнати крихкості, поверхневих тріщин, розширення або звуження, тому при виборі ущільнювальних кілець слід звернути увагу на сумісність із середовищем ущільнення (проконсультуйтеся з постачальниками ).
(2) Основний матеріал гумового ущільнювального кільця має високе теплове розширення, а його наповнювач має низьке теплове розширення, конструкція має високу або низьку температуру, потрібно звернути увагу на зміну об’єму канавки ущільнювального кільця відносного та лінійного перешкод змінити.
(3) Коли ущільнювальне кільце піддається розтягуванню, якщо температура середовища використання надто висока, виникне ефект Гоффа-Джоуля, і ущільнювальне кільце більш схильне до усадки та легкого витоку.
(4) На ковзній контактній поверхні або контактній поверхні з поганою шорсткістю поверхні або навколишній області нерівномірного розподілу тертя ущільнювальне кільце може ковзати в певному положенні, певне положення застрягло, що призводить до неконтрольованого скручування, що призводить до спірального розтріскування ущільнювального кільця, навіть якщо ущільнювальне кільце не пошкоджене, воно також призведе до витоку. Гарними рішеннями є: ущільнювачі з профілями, що запобігають коченню, наприклад, прямокутні кільця.
(5) Витік масляного насоса шестерні, щойно почався взимку в зонах з низькою температурою, вказує на те, що температура склування Tg ущільнень є високою, особливо для ущільнень із високим вмістом фтору. При цій критичній температурі ущільнювальне кільце більше схоже на шкіру, ніж на гуму, і статичний тиск рідини не передається, що призводить до витоку.
(6) Прямокутна площа канавки для встановлення ущільнювального кільця має бути більшою за 25 відсотків площі поперечного перерізу ущільнювального кільця (за винятком вакуумного ущільнення, вона має становити 100 відсотків). Після того, як ущільнювальне кільце встановлено в ущільнювальну канавку, торцева поверхня ущільнювального кільця зазвичай піддається деформації стиснення на 8–30 відсотків. Початкове стиснення під час статичної герметизації становить 15–30 відсотків, тобто повне значення ємності має становити 70–85 відсотків. У динамічному ущільненні (гідравлічному) початкове стиснення 10 відсотків ~ 18 відсотків. Слід зазначити, що статичне ущільнення має більше значення ступеня стиснення, оскільки синтетичний каучук стискається при низькій температурі, тому попереднє стиснення ущільнювального кільця статичного ущільнення слід розглядати для компенсації його низькотемпературного стиснення.
(7) Під високим тиском ущільнювальне кільце в канавці притискається рідиною до сторони без тиску, яка стає приблизно прямокутником і стискається в зазор на кінці низького тиску. При пульсації тиску ущільнювальне кільце може продовжувати злегка відшаровуватися. Щоб мінімізувати ризик екструзії та забезпечити невеликий зазор між основною ущільнювальною поверхнею, краще встановити антиекструзійне кільце з більшою міцністю між ущільнювальним кільцем і екструзійним зазором, широко відоме як "стопорне кільце" або «підтримуюча планка». Такі як: внутрішнє ущільнення на бічній пластині або втулці шестеренного насоса, осьовий зазор певний, коли тиск рідини високий, ефект запобігання екструзії ущільнювального кільця є значним.
3. Висновок
Хоча ущільнювальне кільце не є провідною технологією, але це одна з ключових технологій у гідравлічному зубчастому насосі, вона визначає безпеку, надійність і довговічність гідравлічного шестеренного насоса. У зменшенні витоку, зменшенні зносу, підвищенні надійності та стабільності, продовженні терміну служби переваг ущільнювального кільця в гідравлічному зубчастому насосі незамінне положення.
