Selección de materiales para sellos hidráulicos
Al seleccionar materiales de sellado, las principales consideraciones son las condiciones de trabajo y la calidad de los materiales utilizados, para que la máquina pueda funcionar de manera eficiente. A continuación, se presentan ejemplos.
1. Medio de trabajo
Si el medio de sellado es líquido o gaseoso es crucial. Si es líquido, se debe considerar la compatibilidad entre el líquido y el material; para gas, también se debe considerar la compatibilidad con lubricantes y grasas; y para sellos de gas y de presión negativa, se debe tener en cuenta la permeabilidad al aire. La incompatibilidad entre el material de sellado y el fluido de sellado puede hacer que el sello se expanda o contraiga, lo que provoca un mal funcionamiento en las etapas iniciales de uso. La expansión del sello aumenta la resistencia a la fricción y puede hacer que el sello se enrolle. La contracción del sello reduce la precarga, disminuye la compensación de excentricidad y, en última instancia, provoca fugas.
2. Coeficiente de fricción
El sellado requiere materiales con propiedades específicas de fricción y resistencia al desgaste; por lo tanto, los materiales con un coeficiente de fricción adecuado deben seleccionarse en función de la velocidad de movimiento. Para lograr una vida útil suficiente, la resistencia al desgaste del material también debe seleccionarse en función de la velocidad y la carrera. Cuando se requiere un rendimiento a baja velocidad, se debe prestar especial atención a la magnitud del coeficiente de fricción del material y a la diferencia entre los coeficientes de fricción dinámico y estático.
3. Tipo estructural
Los diferentes tipos estructurales y principios de funcionamiento de sellado (como tipo de extrusión, tipo de labio de eje o sello mecánico, etc.) inevitablemente tendrán diferentes requisitos para la elasticidad, resistencia, tasa de deformación y otras propiedades mecánicas de los materiales.
4. Temperatura de operación
Los rangos de temperatura aplicables de varios anillos de sellado, ya sean de caucho o plástico, o sellos mecánicos de grafito o metal, varían considerablemente. Al seleccionar materiales, es esencial determinar con precisión la temperatura de operación de los componentes de sellado, especialmente en entornos de baja temperatura; o controlar el aumento de temperatura de los componentes, sistemas y sellos en función del rango de temperatura de operación de los materiales.
5. Presión de trabajo
La presión de trabajo es un parámetro operativo clave del sistema de sellado y puede variar entre 1-400 MPa o incluso más. La resistencia a la presión del material debe adaptarse a los requisitos de presión de trabajo.
6. Entorno de trabajo
Si el entorno de trabajo es polvoriento, acelerará el desgaste del material; por lo tanto, se debe mejorar la resistencia al desgaste del material.
7. Vibración e impacto
Si el material opera bajo condiciones de vibración o impacto, debe tener suficiente resistencia y elasticidad para compensar el daño del sello y la tensión de contacto insuficiente causada por el desplazamiento inducido por la vibración.
8. Proceso de ensamblaje
El proceso de ensamblaje de los sellos, e incluso la estructura de los dispositivos de sellado, está relacionado con la deformabilidad de los materiales. En general, el proceso de ensamblaje debe adaptarse a las propiedades del material. Donde sea permisible, el rendimiento de ensamblaje del sello debe considerarse adecuadamente al seleccionar materiales.
Los ocho requisitos anteriores para los materiales de sellado a menudo son interdependientes y no se pueden unificar perfectamente. En cuanto al rendimiento de sellado y la resistencia a la fricción, desde la perspectiva de las propiedades del material, buscar uno inevitablemente conlleva un sacrificio del otro. Por lo tanto, se debe lograr un equilibrio adecuado entre los dos requisitos de rendimiento. A medida que surgen requisitos de sellado más altos, se deben buscar materiales especializados en función de las condiciones de aplicación. Incluso dentro del mismo componente, pueden ser necesarios varios materiales de sellado dependiendo de los requisitos específicos.