油圧シリンダー シール

油圧シリンダーの内部には、重要な機能を実行する多くのシールがあり、シリンダーの効率的な動作を維持しながら、内部コンポーネントが汚染物質、腐食、およびその他の要因による損傷から保護されます。これらの見過ごされがちなコンポーネントは、油圧システムの最も重要な部分の 1 つです。実際、これらのシールがなければ、システムはまったく機能しません。

操作中にこれらの油圧シリンダー シールを目にすることはほとんどありませんが、マシンで使用されるさまざまなタイプのシールに精通していることが重要です。各シールの機能と、油圧シリンダー シールの製造に使用される材料の違いを理解すると、機器が意図した機能に最適であるだけでなく、

油圧シリンダー シールの種類

油圧シリンダのシールは、静的と動的の 2 つの大きなカテゴリに分けることができます。静的シールは、構成部品が相対運動を経験するように設計されていない状況で使用されます。これらのシールには、O リング、D リング、バックアップ シール、および固定された相対位置に留まることが意図されているその他のシールが含まれます。

通常、ピストンとロッドが結合する場所には、1 種類の静的シールが見られます。静的ピストン シールは、ロッドがピストン内を通過する状態でピストン内に配置されます。ロッドからの圧力により、作動油がピストンの反対側に押し出されるのを防ぐ不浸透性のシールが作成されます。これは、ピストンの片側にのみ作動油がある単動ピストンでは特に重要です。

一方、動的油圧シリンダ シールは、2 つのコンポーネント間に相対運動がある領域を対象としています。油圧シリンダー内の動的シールによって実行されるさまざまな機能が多数あるため、遭遇する可能性が高い特定のシールのいくつかをより詳細に確認することをお勧めします.

ピストン シール

ピストン シールは、作動油がピストンを通過するのを防ぐことで、油圧シリンダーに動力を供給します。これにより、ピストン シールはシステム内で最も重要な油圧シリンダー シールの 1 つになります。

ピストン シールによって形成されたシールは、ピストンとシリンダー ボアの間の接触を維持し、シリンダーの動きを制御し、負荷がかかっている場合でも、シリンダーを静止時に同じ位置に保ちます。

ピストン シールは、シングル アクションまたはダブル アクションのいずれかです。前述のように、シングルアクション ピストンにはピストンの片側だけに作動油があります。つまり、ピストン シールはボアに非常に近いままにしておく必要があります。そうしないと、作動油が浸透してシリンダーの有効性が低下する可能性があります。

複動式シリンダーは、その名のとおり、ピストンの両側に作動油があります。このため、複動ピストン シールの形状は対称的で、両方向で同じシール特性を備えています。

これらのシールは、流体の漏れを防ぐように設計されていないため、ピストンとシリンダー ボアの間のクリアランスを増やすこともできます。

ロッド シールとバッファ シール

ロッドシールは、一見相反する 2 つの機能を果たします。まず、作動中に作動油がシリンダーの外側に漏れないようにします。ただし、これらのシールは、ピストンロッドに潤滑の薄い層があることを保証する役割も果たします。これは腐食を防ぐだけでなく、シリンダーの他の重要な部分を潤滑します。

シリンダーの負荷レベルに応じて、ロッド シールを越えてシリンダー内にさらに設定されたバッファー シールがある場合とない場合があります。これらの油圧シリンダー シールは、シリンダー内の圧力を平滑化し、外的要因による圧力のピークを防ぐことを目的としています。また、シリンダー内の汚染物質も防ぎます 、金属フレークなど、ロッドシールの損傷を防ぎます。

ワイパー シール

ダスト シール、エクスクルーダー、またはスクレーパーと呼ばれることもあるワイパー シールは、ピストン ロッドが後退するときにシリンダーに異物が侵入するのを防ぎ、機器を保護します。

ピストンロッドは腐食を防ぐために液体の薄い層でコーティングされているため、シリンダーの内部コンポーネントにすぐに損傷を与える可能性のある汚れやその他の汚染物質も拾う可能性があります。ワイパー シールは、これらの汚染物質をシステムの外に保ちます。

ガイド リング

これらのシールは、相対運動の過程で可動部品を適切な位置に維持することを目的としています。重要なコンポーネントを適切に位置合わせするだけでなく、ガイド リングは操作中に発生する可能性のある金属同士の摩耗を防ぎ、機器の寿命を延ばします。

これらのシールは、より敏感なシールをさらなる摩耗から保護することにより、汚染物質に対する別のレベルの保護も追加します。

油圧シリンダー シールに使用される材料

油圧シリンダのシールは、さまざまな材料から製造できます。各材料には、高圧や高温、腐食性化学物質など、さまざまな条件により適したさまざまな特性があります。遭遇する可能性が高いさまざまな資料は次のとおりです。

ラバー

ゴム製シールは、高度な柔軟性と圧縮性が必要な状況で使用されます。ニトリル ブタジエン ゴム (NBR)、フルオロエラストマー (FKM)、および水素化ニトリル ブタジエン ゴム (HNBR) はすべて、動的シリンダー シールの製造に一般的に使用されます。グリース、鉱物油、その他の作動油に対して優れた耐性があります。

PTFE

ポリテトラフルオロエチレン (PTFE) は、温度、圧力、苛性化学薬品などの極端な条件下でも優れた耐久性を提供します。また、PTFE は摩擦係数が非常に低いため、他のシールよりも必要な潤滑剤が少なくて済み、実際にはドライ操作で非常にうまく機能します。

硬質プラスチック

幅広い材料を網羅するプラスチック油圧シリンダ シールは、温度と圧力に対する適度な耐性と化学反応性を備えています。

プラスチック シールの耐久性は、汎用プラスチックよりも優れたエンジニアリング プラスチックから高性能プラスチックまで、材料自体の品質に大きく依存します。ゴムや PTFE よりも柔軟性が低いため、これらのシールはシリンダーの強度を高めることに重点を置いています。

熱可塑性エラストマー

熱可塑性エラストマー (TPE) は、プラスチックの強度とゴムの柔軟性を兼ね備えているため、高度な使用に耐えるだけでなく、優れた弾性も提供します。これらの油圧シリンダ シールは、摩耗や引き裂きに対して非常に耐性があり、他の材料よりも長期間一定の圧力を維持します。

適切な油圧シリンダー シールの選択

ただし、適切なシールを選択することは、材料だけではありません。シリンダーを設計する際に考慮しなければならない外的要因がいくつかあります。これらの各要因は、システムが長期間にわたって効率的に機能するために必要な油圧シリンダー シールを決定するのに大いに役立ちます。

シリンダー アプリケーション

油圧シリンダーを設計する際に留意すべき最も重要な考慮事項の 1 つは、シリンダーで何をする必要があるかを正確に知ることです。一般に、アプリケーションを次の 3 つのカテゴリに分類できます。

• 軽量:最大 2,300 psi の圧力、最大 70 ℃ の温度
• ミディアム デューティ:最大 3,625 psi の圧力、最大 90˚ C の温度
• ヘビー デューティー:最大 5,800 psi 以上の圧力、90 ℃ 以上の温度

シリンダーに必要な負荷レベルについて現実的な予測を立てることで、時期尚早に機器を交換する必要がなくなります。シリンダーがどこにあるかわからない場合、または 2 つのサービス レベルの境界線上にいると思われる場合は、念のため、通常はより頑丈なモデルを選択することをお勧めします。

気温

平均動作温度だけでなく、静止時の機器の温度も知る必要があります。

スピード

これは、シリンダー内でピストンが作動する速度です。通常、シリンダーの動作が速いほど、シリンダーは熱くなります。

液圧

シリンダーが受ける圧力の種類を知ることが重要です。これは通常、範囲として表されます。また、強度と頻度の両方に注意して、圧力のピークを特定する必要があります。

油圧作動油

幅広い種類の作動油が利用可能であり、各作動油は異なる粘度を持っているため、必要な油圧シリンダー シールに影響します。

寸法

シリンダーの形状も、シリンダーで使用するシールに影響を与えます。これらの部品の正確な寸法を知る必要があります:

• ロッドの直径
• ボア径
• ストロークの長さ
• シリンダーの全長

これらの各要因は、プレッシャー、スピード、パワーなど、他の考慮事項を決定する上で役割を果たします。これらは、適切な油圧シリンダー シールを選択して、機器の正常な動作を維持するのに大いに役立ちます。

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