Статья. Полиуретан

В чем преимущества полиуретановых манжет для гидравлики?

Согласно требованиям ГОСТ поршневые и штоковые манжеты для гидравлических устройств изготавливают из резины. Этот материал обеспечивает высокую степень герметичности за счет своих упругих свойств. Но ряд производителей уплотнений постепенно переходят на полиуретан, как альтернативу обычной резине. Рассмотрим, какие преимущества дает такой выбор.

Свойства полиуретана

Свыше 70% отказов гидравлических цилиндров происходит из-за износа уплотнений. Гибкий элемент быстро изнашивается под действием давления со стороны рабочей среды и трения о металл. Спустя короткое время устройство дает течь. Привод приходится выводить на техобслуживание, а это – простой, потеря времени и денег. Полиуретан стал ответом на вопрос: какой материал выдержит дольше? При этом следовало выдержать необходимый баланс между прочностью и податливостью – ведь герметизация соединения происходит за счет деформации уплотнения при установке поршня в гильзу.

Для полиуретана характерны:

• стойкость в кислотах средней агрессивности, маслах, топливе и воде;
• эксплуатация в диапазоне температур от -50 до +110°С, а со специальными присадками – вплоть до +140°С;
• прочность на растяжение в 2,5..2,75 раза выше резины;
• износостойкость в 3 раза выше;
• улучшенное сопротивление надрезам и задирам.
• замедленное старение;
• меньшие потери на трение по стали.

В сумме все характеристики увеличивают срок службы полиуретановой манжеты в 4..5 раз по сравнению с резиновой. Разница между параметрами работы уплотнений особенно заметна для гидропривода, работающего с большим давлением в системе, а также под воздействием экстремальных температур.

Разновидности

В зарубежных каталогах широкое распространение получили марки полиуретана, разработанные компанией «SKF Economos Deutschland Gmbh». Сюда относят:

• ECOPUR (Q-PUR);
• H-ECOPUR;
• G-ECOPUR;
• T-ECOPUR;
• S-ECOPUR.

Все указанные материалы имеют твердость около 95±2 единиц по Шору (шкала А), а норма относительного удлинения при растяжении приходится на диапазон 280%..450%. Для вулканизированной резины эти параметры составят 85±5 и 130% соответственно. Отдельно выпускают уплотнения из специальных упрочненных полиуретанов. Такие изделия имеют вдвое меньший коэффициент трения по сравнению с обычными, что радикально снижает износ манжеты в работе. Это марки:

• X-ECOPUR;
• XH-ECOPUR;
• XS-ECOPUR.

Высокая прочность, выносливость, меньшие потери на трение – всё это делает полиуретановые воротники более надежными. Наиболее ярко эти преимущества раскрываются при эксплуатации гидропривода с частым и скоростным срабатыванием, когда поршень перемещается со скоростью 0,5..1 м/с. Даже хонингованная гильза (с «зеркальной» шероховатостью Ra 0,32..0,63 мкм) будет неизбежно изнашивать уплотнение, но полиуретан отработает в несколько раз дольше и стабильней любой марки резины.

Изготовление

Ранее манжеты изготавливали заливкой в специальные пресс-формы, с последующим застыванием и изъятием. Различают три основных технологии:

• ротационное (центробежное) литье;
• свободное литье;
• литье под давлением.

Этот метод аналогичен классическим способам формовки изделий из мягких и податливых материалов. Но собственная повышенная прочность полиуретана позволяет использовать куда более прогрессивный и эффективный путь – механическую обработку на токарных станках с ЧПУ.

Трубные полиуретановые заготовки зажимают в патроне и обтачивают в автоматизированном режиме, получая координаты профиля от управляющей программы. Такой подход радикально упростил весь технологический процесс производства уплотнений. Уход от стационарных пресс-форм расширил номенклатуру выпуска. Форма и размеры точеных манжет не ограничены требованиями стандартов, а могут быть корректированы с учетом конкретного узла, для которого они предназначены.