Принцип ущільнення зворотно-поступальних ущільнень: як гідравлічні штокові ущільнення, U-чашкові ущільнення та V-ущільнення запобігають витоку

[2026-06-05]|Автор Xiamen Jinshun Sealing Technology Co., Ltd. Annie Xu

Як поршневі ущільнення ущільнюють масло? Для пояснення ми використаємо U-подібну печатку як приклад.

Як показано на схемі, коли поршневий шток рухається праворуч, U--подібне ущільнення контактує зі штоком поршня під тиском, розподіленим у результаті максимального тиску (P1max), вищого за внутрішній тиск (P1). Оскільки градієнт максимального контактного тиску |dp/dx|max розподілу тиску масла збільшується, P стає більшим, а товщина масла, що проходить через ущільнення, стає тоншою.

І навпаки, коли поршневий шток рухається вліво через внутрішній тиск (P2) на U--подібне ущільнення, товщина масла, що проходить через ущільнення, залежить від абсолютного значення максимального градієнта контактного тиску при атмосферному тиску |dp/dx|max.M. Щоб зменшити тертя, на поверхні ковзання поршневого ущільнення необхідна масляна плівка.

Мінімальна товщина масляної плівки поверхні ковзання залежить від градієнта максимального контактного тиску, швидкості та в’язкості мастила, і її можна отримати за такою формулою (1).

У випадку гідравлічного циліндра товщину масляної плівки, що утворюється під час висування (коли поршневий шток висувається) (hp) і втягування (коли поршневий шток повертається) (hM), можна отримати за формулами (2) і (3) відповідно.

Отже, якщо швидкості висування та втягування однакові (Up=UM), то hp=hM є умовою для ущільнення, і ущільнення, яке задовольняє наведену нижче формулу, можна вважати таким, що має хороші характеристики ущільнення.

Низький знос і тривалий термін служби є важливими характеристиками поршневих ущільнень.

Щоб зменшити тертя, поверхні ковзання поршневих ущільнень потребують відповідної кількості мастила (масляної плівки). Як змінюються мастильні характеристики в залежності від умов експлуатації?

Щоб повністю зрозуміти стан змащення поверхонь ковзання ущільнення, необхідно знати динамічні характеристики тертя при зміні прикладеного тиску, швидкості та в’язкості масла. Приклад U--подібного ущільнення для штока поршня гідравлічного циліндра допомагає проілюструвати цю думку.

Зв’язок між безрозмірним характеристичним значенням (характерним значенням тертя) G (що визначається формою U--подібного ущільнення та умовами його експлуатації) та коефіцієнтом тертя f визначається згідно з рисунком (1).

У теорії змащення діапазон, де коефіцієнт тертя має позитивний градієнт, вважається рідинним змащенням. У цьому діапазоні поршневий шток і ущільнення контактують один з одним через масляну плівку, тому вважається, що ущільнення має тривалий термін служби без зносу, навіть під час відносного зворотно-поступального руху.

У діапазоні, де коефіцієнт тертя демонструє негативний градієнт, масляна плівка між ущільненням і штоком поршня порушується. Цей діапазон називається зоною не-змащення рідиною.

f: Коефіцієнт тертя

φ: Константа, що визначається умовами масляної плівки

G: безрозмірне характерне значення (=μLU/Pr)

Pr: Стиснення ущільнення (N)

u: в'язкість масла (Па·с)

L: Окружність валу (м)

U: Швидкість (м/с)

Зміна безрозмірного характеристичного значення Gc від зони змащення рідиною до зони змащення без рідини залежить від максимального градієнта контактного тиску ущільнення та шорсткості поверхні поршневого штока та може бути отримана за такою формулою.

b: Ширина контакту ущільнення (м)
p: Середній контактний тиск ущільнення (Па)
Rz: Максимальна шорсткість поверхні штока поршня (м)

Зусилля, що виникають, коли ущільнювачі поршневого штока та поршневі ущільнювачі вступають у контакт із ущільненими поверхнями (поверхнею поршневого штока та внутрішньою поверхнею циліндра) після встановлення в канавку, називаються силою стиснення та силою розширення відповідно.

Оскільки на ефективність ущільнення поршневих ущільнень впливає величина максимального градієнта контактного тиску під час висування та втягування, ефективність ущільнення поршневих ущільнень не можна оцінювати виключно за величиною сили стиснення та сили розширення.

NBR (нітрильний каучук)

Переваги:

• Відмінна маслостійкість
• Економічно-
• Хороша зносостійкість

Діапазон температур:

• -40 градусів до +120 градусів

Застосування:

• Гідроциліндри
• Промислове обладнання
• Автомобільні системи

ПУ (поліуретан)

Переваги:

• Чудова стійкість до стирання
• Висока міцність на розрив
• Тривалий термін служби

Діапазон температур:

• -35 градусів до +100 градусів

Застосування:

• Важке гідравлічне обладнання-

FKM (Viton®)

Переваги:

• Відмінна хімічна стійкість
• Здатність до високих температур

Діапазон температур:

• -20 градусів до +250 градусів

Застосування:

• Хімічна обробка
• Нафтогазові системи

PTFE

Переваги:

• Над-низьке тертя
• Широка хімічна сумісність

Діапазон температур:

• -200 градусів до +260 градусів

Застосування:

• Високошвидкісні-поршневі системи

Наші індивідуальні поршневі ущільнювальні рішення широко використовуються в:

• Гідравлічні циліндри
• Будівельне обладнання
• Сільськогосподарська техніка
• Системи очищення води
• Промислова автоматизація
• Пневматичне обладнання
• Машини для лиття під тиском
• Нафтогазове обладнання
• Гірничі машини
• Морські системи

Компанія Xiamen Jinshun Sealing Technology, заснована в 2002 році, спеціалізується на спеціально-розроблених ущільнювальних продуктах для вимогливого промислового застосування.

Наші переваги

Інженерна експертиза

• Більше 20 років досвіду ущільнення.

Сертифіковане виробництво

• ISO 9001:2015
• ISO 14001:2015

Глобальна відповідність

Доступні сполуки відповідають:

• FDA
• NSF
• WRAS
• LFGB
• ACS
• KTW-W270
• RoHS
• ДОСЯГНІТЬ

Послуги OEM і ODM

Ми підтримуємо:

• Нестандартні розміри
• Матеріали на замовлення
• Спеціальна твердість
• Розробка прототипу
• Масове виробництво

Швидка підтримка проекту

Технічний огляд доступний протягом 24 годин.

Яка основна функція поршневого ущільнення?

Поршневе ущільнення запобігає витоку рідини, одночасно дозволяючи лінійний рух штоків або поршнів у гідравлічних і пневматичних системах.

Чим відрізняється ущільнення штока від ущільнення поршня?

Ущільнення штока ущільнює рухомий поршневий шток і запобігає витоку рідини з циліндра.

Поршневе ущільнення ущільнює поршень і отвір циліндра, підтримуючи тиск між камерами.

Чому змащування важливе для поршневих ущільнень?

Контрольована масляна плівка зменшує тертя, знижує знос, мінімізує виділення тепла та значно продовжує термін служби ущільнення.

Який матеріал найкращий для гідравлічних ущільнень?

Для більшості гідравлічних застосувань поліуретан і NBR забезпечують чудову продуктивність. Для агресивних хімічних речовин або високих температур краще використовувати FKM або PTFE.

Чи V-Seals підходять для важких-застосувань?

так V-Ущільнення забезпечують чудову ефективність ущільнення за різних тисків і широко використовуються в гідравлічних циліндрах, промислових пресах і важкому обладнанні.

Зверніться по запит до експертної підтримки з ущільнення

Вибір правильного поршневого ущільнення залежить не лише від розмірів. Вибір матеріалу, умови тиску, швидкість, змащення та обробка поверхні впливають на ефективність ущільнення та надійність обладнання.

Чи потрібноспеціальні V-ущільнювачі, гідравлічні ущільнення штока, поршневі ущільнення, U-манжетові ущільнення або повні ущільнення, наша команда інженерів може допомогти вам оптимізувати продуктивність і зменшити витрати на технічне обслуговування.

Зв’яжіться з Xiamen Jinshun Sealing Technology сьогодні

✔ Індивідуальне виробництво OEM та ODM

✔ Швидка розробка прототипу

✔ Матеріали, схвалені FDA, NSF, WRAS і LFGB

✔ Глобальний досвід експорту з 2002 року

✔ Швидка пропозиція протягом 24 годин

Надішліть нам свій креслення, зразок або вимоги до застосування сьогодні, і дозвольте нашим експертам із ущільнень порекомендувати найнадійніше рішення для вашого проекту.