Принцип уплотнения возвратно-поступательных уплотнений: как уплотнения гидравлического штока, U-чашечные уплотнения и V-уплотнения предотвращают утечку

[2026-06-05]|Автор: Xiamen Jinshun Sealing Technology Co., Ltd. Энни Сюй

Как возвратно-поступательные уплотнения герметизируют масло? Для объяснения мы будем использовать U-образное уплотнение в качестве примера.

Как показано на диаграмме, когда шток поршня перемещается вправо, U-образное уплотнение контактирует со штоком поршня под действием распределения давления, возникающего из-за пикового давления (P1max), превышающего внутреннее давление (P1). По мере увеличения максимального градиента контактного давления |dp/dx|max распределения давления масла P становится больше, а толщина масла, проходящего через уплотнение, становится тоньше.

И наоборот, когда шток поршня перемещается влево за счет внутреннего давления (Р2) на U-образное уплотнение, толщина масла, проходящего через уплотнение, зависит от абсолютного значения максимального градиента контактного давления при атмосферном давлении |dp/dx|max.M. Для уменьшения трения на поверхности скольжения возвратно-поступательного уплотнения необходима масляная пленка.

На минимальную толщину масляной пленки на поверхности скольжения влияют максимальный градиент контактного давления, скорость и вязкость масла, и ее можно получить по следующей формуле (1).

В случае гидроцилиндра толщину масляной пленки, образующейся при выдвижении (при выдвижении штока поршня) (hp) и втягивании (при возврате штока поршня) (hM), можно получить по формулам (2) и (3) соответственно.

Следовательно, если скорости выдвижения и втягивания одинаковы (Up=UM), то hp=hM является условием герметизации, и можно считать, что уплотнение, удовлетворяющее следующей формуле, имеет хорошие характеристики герметизации.

Низкий износ и длительный срок службы являются важными характеристиками возвратно-поступательных уплотнений.

Для уменьшения трения скользящие поверхности возвратно-поступательных уплотнений требуют соответствующего количества смазки (масляной пленки). Как изменяются характеристики смазки в зависимости от условий эксплуатации?

Чтобы полностью понять состояние смазки скользящих поверхностей уплотнения, необходимо знать динамические характеристики трения при изменении приложенного давления, скорости и вязкости масла. Пример U-образного уплотнения для штока поршня гидроцилиндра помогает проиллюстрировать этот момент.

Связь между безразмерной величиной характеристики (величиной фрикционной характеристики) G (которая определяется формой П-образного уплотнения и условиями его эксплуатации) и коэффициентом трения f определяется по рисунку (1).

В теории смазки диапазон, в котором коэффициент трения имеет положительный градиент, считается жидкой смазкой. В этом диапазоне шток поршня и уплотнение контактируют друг с другом через масляную пленку, поэтому считается, что уплотнение имеет длительный срок службы без износа, даже во время относительного возвратно-поступательного движения.

В диапазоне, где коэффициент трения имеет отрицательный градиент, масляная пленка между уплотнением и штоком поршня разрушается. Этот диапазон называется зоной не-жидкостной смазки.

f: Коэффициент трения

φ: Константа, определяемая состоянием масляной пленки.

G: Безразмерное характеристическое значение (=μLU/Pr)

Pr: Сжатие уплотнения (N)

u: Вязкость масла (Па·с)

L: Окружность вала (м)

U: Скорость (м/с)

Изменение безразмерной характеристической величины Gc от зоны жидкостной смазки к зоне не-жидкостной смазки зависит от максимального градиента контактного давления уплотнения и шероховатости поверхности штока поршня и может быть получено по следующей формуле.

b: Ширина контакта уплотнения (м)
p: Среднее контактное давление уплотнения (Па)
Rz: Максимальная шероховатость поверхности штока поршня (м)

Силы, возникающие при контакте уплотнений штока поршня и уплотнений поршня с уплотняемыми поверхностями (поверхностью штока поршня и внутренней поверхностью цилиндра) после установки в канавку, называются силой сжатия и силой расширения соответственно.

Поскольку на характеристики уплотнения возвратно-поступательных уплотнений влияет величина максимального градиента контактного давления во время выдвижения и втягивания, об уплотняющих характеристиках возвратно-поступательных уплотнений нельзя судить исключительно по величине силы сжатия и силы расширения.

NBR (Нитриловый каучук)

Преимущества:

• Отличная маслостойкость
• Экономически-эффективный
• Хорошая износостойкость

Температурный диапазон:

• от -40 градусов до +120 градусов

Приложения:

• Гидравлические цилиндры
• Промышленное оборудование
• Автомобильные системы

ПУ (полиуретан)

Преимущества:

• Выдающаяся стойкость к истиранию
• Высокая прочность на растяжение
• Длительный срок службы

Температурный диапазон:

• от -35 градусов до +100 градусов

Приложения:

• Гидравлическое оборудование-тяжелой работы

ФКМ (Витон®)

Преимущества:

• Отличная химическая стойкость
• Возможность работы при высоких температурах

Температурный диапазон:

• от -20 градусов до +250 градусов

Приложения:

• Химическая обработка
• Нефтегазовые системы

ПТФЭ

Преимущества:

• Сверх-низкое трение
• Широкая химическая совместимость

Температурный диапазон:

• от -200 градусов до +260 градусов

Приложения:

• Высокоскоростные-поршневые системы

Наши индивидуальные решения возвратно-поступательного уплотнения широко используются в:

• Гидравлические цилиндры
• Строительное оборудование
• Сельскохозяйственная техника
• Системы очистки воды
• Промышленная автоматизация
• Пневматическое оборудование
• Машины для литья под давлением
• Нефтегазовое оборудование
• Горное оборудование
• Морские системы

Компания Xiamen Jinshun Sealing Technology, основанная в 2002 году, специализируется на-специализированных уплотнительных продуктах для требовательных промышленных применений.

Наши преимущества

Инженерная экспертиза

• Опыт герметизации более 20 лет.

Сертифицированное производство

• ИСО 9001:2015
• ИСО 14001:2015

Глобальное соответствие

Доступные соединения соответствуют:

• FDA
• НФС
• ВРАС
• ЛФГБ
• СКУД
• КТВ-W270
• РоХС
• ДОСТИГАТЬ

OEM и ODM услуги

Мы поддерживаем:

• Пользовательские размеры
• Нестандартные материалы
• Пользовательская твердость
• Разработка прототипа
• Массовое производство

Быстрая поддержка проекта

Техническая экспертиза доступна в течение 24 часов.

Какова основная функция возвратно-поступательного уплотнения?

Возвратно-поступательное уплотнение предотвращает утечку жидкости, обеспечивая при этом линейное перемещение штоков или поршней в гидравлических и пневматических системах.

В чем разница между уплотнением штока и уплотнением поршня?

Уплотнение штока уплотняет движущийся шток поршня и предотвращает утечку жидкости из цилиндра.

Поршневое уплотнение герметизирует поршень и отверстие цилиндра, поддерживая давление между камерами.

Почему смазка важна для возвратно-поступательных уплотнений?

Контролируемая масляная пленка снижает трение, снижает износ, сводит к минимуму выделение тепла и значительно продлевает срок службы уплотнений.

Какой материал лучше всего подходит для гидравлических уплотнений?

Для большинства гидравлических применений полиуретан и NBR обеспечивают превосходные характеристики. Для агрессивных химикатов или высоких температур предпочтительными могут быть FKM или PTFE.

Подходят ли V-уплотнения для тяжелых-применений?

Да. V-Уплотнения обеспечивают превосходные характеристики уплотнения при различных давлениях и широко используются в гидравлических цилиндрах, промышленных прессах и тяжелом оборудовании.

Запросите экспертную поддержку в области герметизации

Выбор правильного возвратно-поступательного уплотнения зависит не только от размеров. Выбор материала, условия давления, скорость, смазка и качество поверхности — все это влияет на характеристики уплотнения и надежность оборудования.

Нужен ли ваминдивидуальные V-уплотнения, гидравлические уплотнения штока, поршневые уплотнения, U-манжетные уплотнения или комплексные решения по уплотнениям — наша команда инженеров поможет вам оптимизировать производительность и снизить затраты на техническое обслуживание.

Свяжитесь с Xiamen Jinshun Sealing Technology сегодня

✔ Производство OEM и ODM на заказ

✔ Быстрая разработка прототипа

✔ Материалы, одобренные FDA, NSF, WRAS и LFGB.

✔ Мировой опыт экспорта с 2002 года.

✔ Быстрое предложение в течение 24 часов

Отправьте нам свой чертеж, образец или требования к применению сегодня, и наши специалисты по уплотнениям порекомендуют наиболее надежное решение для вашего проекта.