Stroj za uklanjanje gumenih brtvi za hidraulične sustave

By Mike Chen, direktor proizvodnje | 12+ godina iskustva u proizvodnji gume |LinkedIn

Ključne zaključke

• Brtve hidrauličkog sustava zahtijevaju uklanjanje iskrice unutar 0,1 mm jer preostala iskrica uzrokuje unutarnje curenje i prerano oštećenje brtve u visokotlačnim krugovima.
• Mehaničko uklanjanje iverja postiže ciklus od 20-40 sekundi po brtvljenju na standardnim O-prstenovima i brisačima, što ga čini 40-50 puta bržim od ručnog obrezivanja.
• Kriogeno uklanjanje bljeska na -100°C do -130°C preporučuje se za silikonske i FKM hidraulične brtve s tankim bljeskom ispod 0,3 mm koji je otporan na mehaničko habanje.
• Mehanički stroj za uklanjanje brtvljenja XCJ-G600 obrađuje serije od 15 kg hidrauličnih brtvi po ciklusu, što je dovoljno za preko 3000 O-prstenova po smjeni pri standardnim proizvodnim količinama.

Pouzdanost hidrauličkog sustava ovisi o integritetu brtve. Jedna brtva s nepotpunim uklanjanjem iverja može uzrokovati gubitak tlaka, kontaminaciju tekućinom i kvar komponente. Zbog toga je uklanjanje iverja s gumene brtve ključni korak u proizvodnji hidrauličnih komponenti. Izbor metode uklanjanja iverja i konfiguracije stroja izravno utječe na performanse brtve na terenu.

Jer hidraulična brtva s ostatkom brtvljenja od 0,15 mm na brtvenoj usni može smanjiti vijek trajanja do 40% u usporedbi s pravilno uklonjenim brtvljenjem - što uklanjanje brtvljenja čini neizostavnim korakom u proizvodnji brtvi.

Ovaj članak objašnjava zašto hidraulične brtve zahtijevaju drugačije standarde uklanjanja treperenja od općih gumenih dijelova, kako mehanički i kriogeni strojevi za uklanjanje treperenja zadovoljavaju te zahtjeve i kako odabrati pravi postupak uklanjanja treperenja za proizvodnju brtvi.

Zašto je hidrauličnim brtvama potrebno precizno uklanjanje iverja za pouzdane performanse sustava

Brtvena usna je najkritičnija površina bilo koje hidraulične brtve - ako ovaj rub nosi ostatke plijesni, brtva može otkazati unutar prvih 500 radnih ciklusa. Hidraulične brtve funkcioniraju održavanjem kontroliranog interferencijskog prianjanja između nepokretnih i pokretnih komponenti. Bljesak kalupa na brtvenoj površini remeti ovo prianjanje, stvarajući preferencijalne putove curenja koji u potpunosti zaobilaze brtvu.

Za visokotlačne hidraulične primjene iznad 200 bara, standard ISO 6195 za brtve brisača i ISO 3601 za O-prstenove propisuju gornje granice za površinske nedostatke. Ostatak bljeska veći od 0,1 mm na brtvenoj površini općenito se smatra neusklađenošću za hidraulične primjene. Ovo je stroži standard nego za statičke brtve ili nebrtveće gumene komponente.

U našem proizvodnom iskustvu testiranja preko 500 serija brtvi kod proizvođača hidraulične opreme, primijetili smo da pravilno odstranjene brtve pokazuju smanjenje stope propuštanja od približno 85% u usporedbi s ručno obrezanim brtvama pri ispitivanju kruga od 200 bara. Ovi podaci potječu iz tvorničkih ispitivanja prihvatljivosti provedenih prema ispitnim protokolima ISO 10766 za klipne hidraulične brtve.

Vrste hidrauličnih brtvi obrađene strojevima za uklanjanje gumenih iverja

Različite geometrije hidrauličnih brtvi predstavljaju jedinstvene izazove za uklanjanje trenja. Tablica u nastavku sažima uobičajene vrste hidrauličnih brtvi i njihove zahtjeve za uklanjanje trenja.

Norma ISO 1629 utvrđuje nomenklaturu gume za identifikaciju materijala. Norma ISO 3601-1 definira dimenzije O-prstenova i tolerancije relevantne za standarde kvalitete uklanjanja začepljenja.

Mehanički stroj za uklanjanje trepavica za hidraulične gumene brtve

Mehaničko uklanjanje treperenjaje najčešće korištena metoda za proizvodnju hidrauličnih brtvi velikih količina jer pruža konzistentne rezultate uz nisku cijenu po komadu. Stroj za mehaničko uklanjanje brtvi XCJ-G600 obrađuje serije od 15 kg O-prstenova i brtvi po ciklusu, pri čemu se svaka brtva obrađuje za 20-40 sekundi. Jedan stroj može zamijeniti 40-50 ručnih radnika za uklanjanje brtvi u smislu dnevnog učinka.

Stroj koristi aerodinamički princip uklanjanja nabora: brtve se kotrljaju unutar rotirajućeg bubnja od 600 mm dok medij velike brzine struže naborani materijal s površina dijelova. Motor od 7,5 kW i inverterski upravljački sustav održavaju konzistentnu brzinu bubnja kroz šaržna opterećenja u rasponu od 5 kg do 15 kg. Automatski mehanizam za punjenje i pražnjenje omogućuje kontinuirani rad uz minimalan nadzor operatera.

Za hidraulične brtve s vanjskim promjerom između 3 mm i 100 mm, XCJ-G600 može obraditi puni raspon veličina bez promjene alata. To je posebno vrijedno za proizvođače koji proizvode brtve različitih veličina za različite specifikacije hidrauličkog sustava. Podesivi parametri stroja omogućuju operaterima optimizaciju vremena ciklusa i agresivnosti medija za svaki materijal brtve.

Kriogeno uklanjanje brtvljenja za precizne hidraulične komponente

Kriogeno uklanjanje iverja postaje neophodno kada hidraulične brtve zahtijevaju uklanjanje iverja ispod 0,1 mm na brtvenim površinama. Postupak koristi tekući dušik na -100°C do -130°C za selektivno krhkost tankog iverja uz očuvanje fleksibilnosti tijela brtve. Zatim se pjeskarenjem lomi krhki iver bez mehaničkog naprezanja osnovnog materijala.

Budući da se hidraulične brtve izrađene od FKM-a (fluoroelastomera) i silikonske gume sve više specificiraju za primjene otporne na visoke temperature i kemikalije, te budući da ovi materijali imaju nižu čvrstoću na kidanje od NBR-a ili PU-a, kriogena obrada pomaže u sprječavanju kidanja površine tijekom uklanjanja začepljenja. Kriogena metoda također proizvodi glatkiju površinsku obradu na brtvenoj usni, što smanjuje trenje tijekom početnog razdoblja razrade hidrauličkog cilindra.

Glavni kompromis kod kriogenog uklanjanja začepljenja je cijena. Potrošnja tekućeg dušika od 20-50 kg po šarži dodaje 5-15 USD troškovima obrade po ciklusu. Za standardne O-prstenove i uretanske klipne brtve, mehaničko uklanjanje začepljenja je obično dovoljno. Za kritične primjene brtvljenja gdje je specificirana nulta tolerancija začepljenja, kriogeno uklanjanje začepljenja isplati se s obzirom na dodatni trošak kako bi se uklonio otpad i ponovna obrada.

Usporedba: Mehaničko vs. kriogeno za uklanjanje iverja s hidrauličnih brtvi

Procjene troškova temelje se na standardnim proizvodnim parametrima za hidrauličko uklanjanje brtvi. Stvarni troškovi variraju ovisno o geometriji brtve, sastavu materijala i lokalnim cijenama tekućeg dušika.

Uobičajeni nedostaci bljeska na hidrauličnim brtvama i kako ih strojevi za uklanjanje bljeska rješavaju

Nedostaci kalupljenja u proizvodnji hidrauličnih brtvi uzrokuju nekoliko vrsta oštećenja koja je potrebno ukloniti prije nego što brtva može ispravno funkcionirati u hidrauličkom krugu.

Kategorizacija bljeskaličnih nedostataka na temelju uobičajenih opažanja kod kompresije i injekcijskog prešanja hidrauličnih brtvi.

Integriranje stroja za uklanjanje gumenih brtvi u proizvodne linije hidrauličnih komponenti

A stroj za uklanjanje brtvljenja gumenih brtvimože se integrirati u postojeću proizvodnu liniju hidrauličnih brtvi uz minimalnu rekonfiguraciju. Mehanički stroj za uklanjanje brtvljenja XCJ-G600 ima dimenzije 1750 mm (D) x 1000 mm (Š) x 1000 mm (V) i teži 650 kg, što zahtijeva otprilike 2 četvorna metra prostora. Automatski mehanizmi za punjenje i pražnjenje omogućuju izravno spajanje na uzvodnu opremu za oblikovanje i nizvodne inspekcijske stanice.

Za proizvodne linije koje obrađuju preko 10 000 brtvi dnevno, postavljanje stroja za uklanjanje trepavica odmah nakon preše za oblikovanje i stanice za hlađenje postiže brtve na njihovoj najpogodnijoj temperaturi za obradu. Brtve bi idealno trebale ući u stroj za uklanjanje trepavica unutar 30 minuta od vađenja iz kalupa, prije nego što skupljanje nakon vulkanizacije promijeni njihove dimenzije. Ovaj vremenski okvir posebno je važan za hidraulične brtve od NBR i FKM-a koje se podvrgavaju sekundarnoj vulkanizaciji.

Prema standardima OSHA 1910.212 za zaštitu strojeva, stroj za uklanjanje iverja trebao bi biti opremljen međusobno blokiranim pristupnim pločama i kontrolama za zaustavljanje u nuždi. Ugrađeni senzori ruba noža i senzori valjaka za uvlačenje pružaju dodatnu zaštitu operatera tijekom utovara i istovara.

Kako odabrati stroj za uklanjanje iverja s gumenih brtvi za hidraulične primjene

Odabir prave opreme za uklanjanje isplake za proizvodnju hidrauličnih brtvi ovisi o četiri faktora: materijalu brtve, obujmu proizvodnje, zahtjevima za preciznošću i ograničenjima proračuna.

Odaberite mehaničko uklanjanje bljeskovapri proizvodnji NBR, EPDM ili PU brtvi u količinama većim od 5000 jedinica po smjeni. Ciklus od 20-40 sekundi po brtvi i automatska serijska obrada XCJ-G600 čine ga prikladnim za standardne O-prstenove, brtve brisača i brtve klipova s ​​​​bljeskom većim od 0,2 mm. Niži trošak po dijelu (0,003-0,008 USD) prednost je za cjenovno osjetljivu proizvodnju brtvi široke potrošnje.

Odaberite kriogeno uklanjanje paljenjapri proizvodnji FKM, silikonskih ili HNBR brtvi s debljinom nabora ispod 0,3 mm. Ovi materijali slabo reagiraju na mehaničku abraziju jer njihova fleksibilnost uzrokuje savijanje tankog nabora, a ne lomljenje. Kriogena obrada na -100°C do -130°C čini nabor krhkim za čisto uklanjanje, a istovremeno čuva integritet tijela brtve. Viši trošak po dijelu (0,015-0,035 USD) opravdan je smanjenom stopom odbacivanja, što obično štedi 10-15% ukupnih troškova proizvodnje kada početne stope nedostataka premaše 8%.

Odaberite sekvencijalnu obradukada proizvodnja uključuje brtve s miješanim profilima bljeska. Mehaničko uklanjanje bljeska uklanja glavninu bljeska, nakon čega slijedi kriogena obrada za precizne površine. Ovaj pristup je uobičajen u kompletima brtvi hidrauličnih cilindara koji uključuju i standardne O-prstenove i precizne brtve šipki u istoj proizvodnoj seriji.

Zaključak: Usklađivanje preciznosti uklanjanja trenja sa zahtjevima hidrauličkog sustava

Brtve hidrauličkih sustava zahtijevaju standarde uklanjanja naslaga koji su veći od onih za opće gumene dijelove jer nedostaci brtvene površine izravno utječu na zadržavanje tlaka u sustavu i vijek trajanja komponenti. Stroj za uklanjanje naslaga s gumenih brtvi koji uklanja naslaga kalupa unutar 0,1 mm na brtvenim površinama minimalni je zahtjev za hidraulične primjene iznad 100 bara.

Mehaničko uklanjanje zaštitnog sloja omogućuje najniže troškove za masovnu proizvodnju standardnih NBR i PU hidrauličnih brtvi. Kriogeno uklanjanje zaštitnog sloja pruža preciznost potrebnu za FKM i silikonske brtve u zahtjevnim hidrauličkim okruženjima. Proizvođači koji proizvode brtve za višestruke hidraulične primjene imaju koristi od procjene obje tehnologije u odnosu na svoj specifični portfelj brtvi.