В статье приведены классификация уплотнителей, требования к ним, основные проблемы эксплуатации, рекомендации по применению силиконовых смазок для резиновых уплотнений в различных соединениях.


Содержание

1. Классификация уплотнений. Требования к уплотнениям. Основные проблемы при эксплуатации
2. Требования к смазочным материалам для резиновых уплотнений
3. Силиконовые смазки для резиновых уплотнителей неподвижных деталей
4. Силиконовые смазки для резиновых уплотнителей соединений с вращательным движением
5. Силиконовые смазки для резиновых уплотнителей соединений с возвратно-поступательным движением

смазки для резиновых уплотнителей

1. Классификация уплотнений. Требования к уплотнениям. Основные проблемы при эксплуатации

Уплотнения (уплотнители) – это совокупность деталей, образующих конструкцию, предназначенную для обеспечения герметичности. Уплотнения служат для создания барьера между разнородными средами, предотвращая, с одной стороны, проникновение компонентов внешней среды (например, пыли) в трибосистему, с другой стороны, утечку смазочного материала или рабочей среды.

По характеру уплотняемых соединений уплотнительные устройства подразделяются на три основные группы:

  • для неподвижных соединений (прокладки крышек корпусов, фланцев и т.д.);
  • для соединений с вращательным движением (уплотнения валов);
  • для соединений с возвратно-поступательным движением деталей (уплотнения штоков и поршней).
  •  

    К уплотнительным устройствам предъявляется ряд следующих основных требований: 

    • обеспечение необходимой степени герметизации в течение заданного срока службы или в пределах заданного числа рабочих циклов с учетом условий эксплуатации агрегата;
    • обеспечение минимальных потерь на трение и снижение нагрева от действия сил трения;
    • стойкость к рабочей среде;
    • предотвращение коррозии сопряженных деталей;
    • удобство демонтажа уплотняющих деталей.

     

    Для изготовления уплотнений применяют, в основном, эластомеры – относительно мягкие и эластичные материалы (например, резины), которые легко принимают форму сопряженных деталей. Такие материалы в процессе эксплуатации склонны прилипать к металлическим деталям. При этом коэффициент трения покоя увеличивается до значений f = 1…1.2, что вызывает необходимость приложения больших усилий в момент страгивания с места подвижных частей. Срок службы уплотнений в этом случае значительно снижается, а кроме того, затрудняется демонтаж прилипших уплотнителей с сохранением их целостности.

    В процессе длительного хранения или в ходе эксплуатации под воздействием неблагоприятных факторов окружающей и рабочей среды, температур и нагрузок происходит старение материала уплотнительных устройств. Потеря эластичности, набухание или усадка приводят к разрушению материала уплотнений, снижению или утрате их герметизирующих свойств.

    Эффективным решением указанных проблем является применение специальных смазочных материалов для уплотнений.

     

    2. Требования к смазкам для резиновых уплотнений

    Смазки на основе обычных минеральных или эфирных масел, как правило, несовместимы с эластомерными материалами, вызывают их набухание или усадку, поэтому непригодны для использования в уплотнительных устройствах. Смазочные материалы, свойства которых не соответствуют условиям эксплуатации, не обеспечивают надежную защиту пластмассовых и эластомерных элементов уплотнителей и сокращают срок их службы.

    Для обеспечения надежной защиты резиновых уплотнителей смазки должны отвечать следующим требованиям:

    - быть совместимыми с материалом уплотнений и сопряженных деталей;
    - иметь широкий диапазон рабочих температур;
    - обеспечивать защиту от старения и растрескивания;
    - снижать трение и износ;
    - повышать герметичность;
    - обеспечивать разделительный эффект;
    - обеспечивать долговременное смазывание;
    - быть устойчивыми к смыванию и воздействиям окружающей среды.

    Силиконовые смазки для резиновых уплотнителей Molykote от компании Dow Corning полностью отвечают изложенным требованиям. Они совместимы с резинами, поэтому не вызывают набухания и усадки сверх допустимых пределов, а также растрескивания уплотнений. Пластичные смазки и компаунды Molykote для резиновых уплотнений устойчивы к смыванию, обеспечивают долговременное смазывание и не разрушаются в результате негативного воздействия рабочих сред.

    Применение силиконовых смазок Molykote для улучшения герметичности, снижения трения и износа, защиты от старения, облегчения монтажа и демонтажа резиновых уплотнений способствует повышению надежности и долговечности машин и оборудования, а также снижению эксплуатационных расходов.

     

    3. Силиконовые смазки для резиновых уплотнителей неподвижных деталей

    Силиконовые смазки для резиновых уплотнений неподвижных деталей

    Под действием высоких температур и агрессивной окружающей или рабочей среды в процессе эксплуатации резиновые уплотнения неподвижных деталей (например, плоских поверхностей фланцев, крышек, защитных колпачков, уплотнения дверей, капота и багажника автомобилей) подвержены схватыванию и прилипанию к сопряженным деталям, что делает невозможным их демонтаж без повреждения. Кроме того, в тяжелых условиях работы срок службы резиновых уплотнений существенно сокращается, а герметичность узлов нарушается.

     

    С целью предотвращения указанных проблем для резиновых уплотнений неподвижных соединений рекомендуется применять силиконовые смазочные материалы Molykote, перечисленные в таблице 1.

    Таблица 1
    Смазочный материал, диапазон рабочих температур, °С Описание смазочного материала Применение для резиновых уплотнений неподвижных соединений
    Dow Corning High Vacuum Grease,
    -40…+200° C
    Силиконовая морозо-,  термо- и химически стойкая пластичная смазка с повышенными герметизирующими свойствами для запорной арматуры и уплотнений, подходит для применения в вакуумных системах - уплотнения фланцевых соединений
    - уплотнения вакуумных систем
    - уплотнения манометров
    - уплотнения подводноволоконных линий связи
    - уплотнения запорной арматуры
    -герметизирующие устройства
    - уплотнения дезодораторов
    - уплотнения станков лазерной резки металла, ионно-плазменных установок
    - уплотнения дверей и стекол электропечей
    - уплотнения оптических приборов
    Molykote 111,
    -40…+204° C
    Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд для смазывания, герметизации, электроизоляции, применяемый в вакуумных системах, системах питьевого водоснабжения и др. - уплотнение крышек, фланцев, запорной арматуры, пневматических систем печей, элегазовых выключателей
    - уплотнения в системе отопления, вентиляции, кондиционирования, водоочистного и водонагревательного оборудования
    - уплотнения сепараторов, дезодораторов, гомогенизаторов, автоматов розлива
    - уплотнения редукторов

    Molykote 111,
    -40…+204° C





    Dow Corning 4,
    -57…+204° C

    Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд для смазывания, герметизации, электроизоляции, применяемый в вакуумных системах, системах питьевого водоснабжения и др.


    Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд, применяемый для электроизоляции, в качестве герметизирующей смазки и при сборке

    - защитные колпачки высоковольтных проводов системы зажигания самолетов, автомобилей, судов
    Dow Corning 4,
    -57…+204° C



    Dow Corning 7,
    -40…+204° C

    Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд, применяемый для электроизоляции, в качестве герметизирующей смазки и при сборке


    Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, применяемый для смазки, в качестве защитного покрытия и разделительного состава

    - уплотнения запорной арматуры
    - герметизирующие устройства

    Dow Corning 7,
    -40…+204° C
    Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, применяемый для смазки, в качестве защитного покрытия и разделительного состава - уплотнения линий розлива;
    - уплотнения теплообменников, сепараторов, дозаторов;
    - уплотнения водоочистного оборудования
    Molykote 3452,
    -31…+232° C
    Фторсиликоновая термо- и химически стойкая пластичная смазка для высоких нагрузкок, обладающая повышенными герметизирующими свойствами и применяемая в вакуумных системах - прокладки, подверженные коррозии или воздействию агрессивных химикатов или высоких температур
    - уплотнители и прокладки компрессоров
    - уплотнения трубопроводов
    - уплотнения фланцев
    - уплотнения запорной арматуры
    - герметизирующие устройства
    - уплотнения вытяжных систем вентиляции
    Molykote 55 O-Ring,
    -65…+175° C
    Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка для кольцевых уплотнений - резиновые уплотнения
    - уплотнения в дыхательных аппаратах
    -уплотнения термопластавтоматов
    - резиновые уплотнения
    - уплотнения теплообменников
    - уплотнения приборов для каротажа скважин
    Molykote 7508,
    -40…+150° C
    Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка для запорной арматуры - уплотнения запорной арматуры
    Molykote G-5008,
    -30…+200° C
    Силиконовая термостойкая диэлектрическая пластичная смазка, подходит для смазывания высоковольтных колпачков свечей зажигания - высоковольтные колпачки свечей зажигания
    Molykote PG-21,
    -50…+190
    ° C
    Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка - уплотнения оборудования для очистки воды
    Molykote Separator Spray,
    -40…+200° C
    Силиконовое масло с пищевым допуском в аэрозольной упаковке, применяемое как разделительный состав при производстве резиновых и пластмассовых изделий, для смазывания уплотнений и узлов трения скольжения - смазка и защита резиновых уплотнений
    - уплотнения дверей, капота и багажника автомобилей
    - уплотнения пресс-форм термопластавтоматов
    - уплотнения электроэрозионных станков

     

    4. Силиконовые смазки для резиновых уплотнителей соединений с вращательным движением

    Силиконовые смазки для резиновых уплотнений соединений с вращательным движениемОсобенностями работы таких уплотнений являются плохие условия отвода тепла, выделяемого в зоне трения, а также сравнительно быстрый износ уплотнительных элементов и соответствующего участка вала, особенно при наличии давления запираемой среды. Монтаж уплотнений вращающихся валов зачастую требует применения специальных смазок. Основными критериями их выбора являются совместимость с материалами уплотнений, диапазон рабочих температур, стойкость к внешней среде и антифрикционные свойства.

    Как показывает практика, для контактных уплотнений при вращательном движении опасен фрикционный разогрев, обусловленный высоким коэффициентом трения. При значительном локальном повышении температуры в месте контакта резиновые уплотнения могут обугливаться. При этом на соответствующем участке вала структура металла изменяется, появляются цвета побежалости. Поэтому снижение трения в контактных уплотнениях соединений с вращательным движением с помощью специальных смазочных материалов является весьма актуальной задачей.

    Высокоэффективные силиконовые смазки Molykote для резиновых уплотнителей (см. табл. 2) значительно снижают коэффициент трения при вращательном движении, повышают герметичность и значительно продлевают срок их службы.

    Таблица 2
    Смазочный материал, Диапазон рабочих температур, °С Описание смазочного материала Применение для резиновых уплотнений неподвижных соединений
    Dow Corning 4,
    -57…+204° C



    Dow Corning 7,
    -40…+204° C

    Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд, применяемый для электроизоляции, в качестве герметизирующей смазки и при сборке

    Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, применяемый для смазки, в качестве защитного покрытия и разделительного состава

    - уплотнения шаровых шарниров рулевых тяг
    - уплотнения запорной арматуры
    - герметизирующие устройства

    Dow Corning 7,
    -40…+204° C
    Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, применяемый для смазки, в качестве защитного покрытия и разделительного состава - уплотнения водоочистного оборудования
    Dow Corning High Vacuum Grease,
    -40…+200° C
    Силиконовая морозо-,  термо- и химически стойкая пластичная смазка с повышенными герметизирующими свойствами для запорной арматуры и уплотнений, подходит для применения в вакуумных системах -уплотнения запорной арматуры
    - герметизирующие устройства
    - уплотнения вакуумных систем
    - уплотнения оптических приборов
    Molykote 111,
    -40…+204° C
    Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд для смазывания, герметизации, электроизоляции, применяемый в вакуумных системах, системах питьевого водоснабжения и др. - пыльники шарниров равных угловых скоростей, редукторов, термопластавтоматов, сальниковые уплотнения
    - уплотнения запорной арматуры, водоочистного оборудования
    - уплотнения в системе отопления, вентиляции, кондиционирования
    - уплотнения бурового оборудования
    - уплотнения машин офсетной печати
    Molykote 3452,
    -31…+232° C
    Фторсиликоновая термо- и химически стойкая пластичная смазка для высоких нагрузкок, обладающая повышенными герметизирующими свойствами и применяемая в вакуумных системах - прокладки, подверженные коррозии или воздействию агрессивных химикатов или высоких температур
    - уплотнения запорной арматуры
    - герметизирующие устройства
    - уплотнители и прокладки компрессоров
    - уплотнения вытяжных систем вентиляции
    Molykote 55 O-Ring,
    -65…+175° C
    Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка для кольцевых уплотнений - резиновые уплотнения
    - сальниковые уплотнения подшипников качения
    - уплотнительные кольца задвижек нефтепроводов
    Molykote 7508,
    -40…+150° C
    Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка для запорной арматуры - уплотнения запорной арматуры, смазка сальниковых устройств
    Molykote G-807,
    -40…+150° C
    Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, модифицированный ПТФЭ,  с высокими антифрикционными свойствами - герметизирующие устройства
    Molykote PG-21,
    -50…+190° C
    Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка - уплотнения оборудования для очистки воды
    Molykote PG-54,
    -50…+180° C
    Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка - прокладки водяных насосов
    Molykote Separator Spray,
    -40…+200° C
    Силиконовое масло с пищевым допуском в аэрозольной упаковке, применяемое как разделительный состав при производстве резиновых и пластмассовых изделий, для смазывания уплотнений и узлов трения скольжения - смазка и защита резиновых уплотнений
    - уплотнения пресс-форм термопласт автоматов
    - уплотнения электроэрозионных станков
    - уплотнения машин офсетной печати

     

    5. Силиконовые смазки для резиновых уплотнителей соединений с возвратно-поступательным движением

    Силиконовые смазки для резиновых уплотнений соединений с возвратно-поступательным движениемК данному типу относятся уплотнения гидравлических и пневматических приводов. До недавнего времени уплотнениям пневматических систем не требовалась дополнительная смазка, т.к. в качестве рабочей среды применялся воздух с распыленными в нем частицами масла. В настоящее время широко применяется воздух под давлением без масла.

    Существенными проблемами при работе уплотнений являются прилипание резины к сопряженным металлическим поверхностям в состоянии покоя, значительные силы трения при страгивании штоков с места, выдавливание резины в зазоры. В результате повреждений и местных защемлений уплотнений при перекосе штока они часто разрываются. При этом происходит разгерметизация и утечка рабочей среды.

    При температурах ниже -20 °С резина затвердевает, теряет эластичность и перестает выполнять свои герметизирующие функции. При возвратно-поступательном движении металлической детали относительно уплотнения начинается утечка.

    При нагреве более +120…+140 °С резина также теряет упругие свойства, становясь чрезмерно пластичной. В этом случае также происходит разгерметизация узла.

    Для защиты резиновых уплотнений соединений с возвратно-поступательным движением  требуется дополнительная смазка, обеспечивающая максимальное снижение трения, повышение герметичности и увеличение срока службы.

    Применение смазочных материалов Molykote существенно снижает силу трения и требуемую мощность привода, увеличивая КПД оборудования за счет уменьшения количества выделяемого тепла.

    Примеры применения силиконовых смазок Molykote для резиновых уплотнений соединений с возвратно-поступательным движением приведены в таблице 3.

    Таблица 3
    Смазочный материал, диапазон рабочих температур, °С Описание смазочного материала Применение для резиновых уплотнений неподвижных соединений
    Dow Corning High Vacuum Grease,
    -40…+200° C
    Силиконовая морозо-,  термо- и химически стойкая пластичная смазка с повышенными герметизирующими свойствами для запорной арматуры и уплотнений, подходит для применения в вакуумных системах - уплотнения запорной арматуры
    - герметизирующие устройства
    - уплотнения вакуумных систем
    - уплотнения станков лазерной резки металла, ионно-плазменных установок
    - уплотнения оптических приборов
    Molykote 111,
    -40…+204° C
    Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд для смазывания, герметизации, электроизоляции, применяемый в вакуумных системах, системах питьевого водоснабжения и др. - уплотнения запорной арматуры
    - манжеты дозаторов
    -сальниковые уплотнения
    - уплотнения в системе отопления, вентиляции, кондиционирования
    - уплотнения пневматических систем
    - уплотнения тормозного цилиндра, шарниров равных угловых скоростей
    - уплотнения гомогенизаторов, водоочистного оборудования
    Dow Corning 4,
    -57…+204° C


    Dow Corning 7,
    -40…+204° C

    Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд, применяемый для электроизоляции, в качестве герметизирующей смазки и при сборке


    Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, применяемый для смазки, в качестве защитного покрытия и разделительного состава

    - уплотнения  шаровых шарниров рулевых тяг
    - уплотнения запорной арматуры
    - герметизирующие устройства
    Dow Corning 7,
    -40…+204° C
    Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, применяемый для смазки, в качестве защитного покрытия и разделительного состава - уплотнения водоочистного оборудования
    Molykote 33 Medium,
    -73…+204° C
    Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка, подходит для применения в узлах трения точных механизмов и приборов - уплотнения амортизаторных стоек
    - защитные колпачки реечной передачи рулевого управления
    Molykote 3452,
    -31…+232° C
    Фторсиликоновая термо- и химически стойкая пластичная смазка для высоких нагрузкок, обладающая повышенными герметизирующими свойствами и применяемая в вакуумных системах - прокладки, подверженные коррозии или воздействию агрессивных химикатов или высоких температур
    - уплотнения компрессоров
    - уплотнения запорной арматуры
    - герметизирующие устройства
    Molykote 55 O-Ring,
    -65…+175° C
    Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка для кольцевых уплотнений - резиновые уплотнения
    - кольцевые уплотнения между металлическими и резиновыми деталями, например, в пневматических системах самолетов, автомобилей и промышленных приборов общего назначения; 
    - уплотнения амортизаторных стоек
    - уплотнительные кольца задвижек нефтепроводов
    Molykote 7508,
    -40…+150° C
    Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка для запорной арматуры - уплотнения запорной арматуры, сальниковые устройства
    Molykote 822 M,
    -40…+200° C
    Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка, подходит для смазывания уплотнительных колец пневмо- и гидросистем - уплотнительные кольца пневмо- и гидросистем, например, тормозных систем автомобилей
    Molykote G-807,
    -40…+150° C
    Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, модифицированный ПТФЭ,  с высокими антифрикционными свойствами - герметизирующие устройства
    - уплотнения рабочего цилиндра сцепления
    - защитные колпачки реечной передачи рулевого управления автомобилей
    Molykote PG-21,
    -50…+190° C
    Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка - уплотнения штоков
    - уплотнения пневмоцилиндров
    - уплотнения оборудования для очистки воды
    Molykote PG-54,
    -50…+180° C
    Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка - манжетные уплотнения вакуумного усилителя тормозной системы
    - уплотнения главного цилиндра сцепления
    Molykote Separator Spray,
    -40…+200° C
    Силиконовое масло с пищевым допуском в аэрозольной упаковке, применяемое как разделительный состав при производстве резиновых и пластмассовых изделий, для смазывания уплотнений и узлов трения скольжения - уплотнения машин офсетной печати
    - уплотнения электроэрозионных станков

    При монтаже без применения смазочных материалов запирающие поверхности резиновых уплотнений часто повреждаются. При этом уплотнительные устройства перестают выполнять герметизирующие функции.

    Перечисленные в статье силиконовые смазки Molykote выполняют функции сборочных смазок, обеспечивая очень низкий коэффициент трения и защищая резиновые уплотнения от разрывов и растрескиваний.

    Смазки и компаунды Molykote, рекомендуемые для уплотнений, проходят специальные испытания на совместимость с эластомерами и пластмассами путем нанесения на них образца смазки и длительной выдержки в соответствии со стандартной процедурой. Тем не менее, учитывая большое количество типов эластомеров и пластмасс, перед применением необходимо проводить предварительные тесты на конкретном образце материала.