з ПТФЕ або Viton®?
Пошук матеріалів, конструкцій при створенні надійних, абсолютно герметичних і стійких до впливу агресивних середовищ сальників (манжет) для валів обертання ведеться вже не перше сторіччя.
Але особливої актуальності це має сьогодні. Людство, створюючи техніку, нові матеріали, підкоряючи космос, створюючи підводні кораблі, потужні морські платформи, гідростанції, зіткнулися з проблемою несприятливого впливу на своє середовище проживання. Використовувані масла, рідини, що протікають з агрегатів, завдають непоправної шкоди природі.
Як мінімізувати витоку? Яке використовувати ущільнення? Який конструкції, з якого матеріалу?
Стереотип, вироблений десятиріччями не дозволяв вирватися за рамки загальноприйнятого. Крім того, цьому заважала і відсутність (закритість) інформації і недоступність нових матеріалів (Російські авіація, космос, підводний флот - вони завжди були першими споживачами нового, але закритого від масового споживання).
У Росії це фторопласт 4 (хімічний термін ПТФЕ - політетрафторетилен), торгове побутове назва «Тефлон». Таке ім'я отримав ПТФЕ у Франції.
Матеріал гідний. Інертний практично до всіх хімічних речовин, з найнижчим коефіцієнтом тертя, добре витримує і дуже низькі і дуже високі t0С (до 4000С). Матеріал хороший, але дуже дорогий і важко переробляється через свою інертність.
Крім того, має проблемні властивості: хладотекучесть, високу стираність, не еластичний. Але інженери зуміли перемогти все його негативні властивості. За рахунок введення добавок скла знизили стираність, за рахунок застосування разнопеременного перетину зуміли підняти гнучкість і рухливість «губи» сальника. Застосовуючи спеціальні хімічні розчини, зуміли модифікувати поверхню ПТФЕ. Поверхня стала активною.
А сальник розміром Ф100х80х10 був випробуваний нами зі зміщенням на 2 мм, і залишався герметичний, і при цьому обороти були доведені до 6000. Це на всі 100% підтвердило правильність нашого вибору матеріалу і рішення по влаштуванню «губи» сальника.
Чому «губа» сальника конічна?
Це результат досліджень і експериментів.
Визначаючи причини виникнення течі через ущільнюючу «губу» традиційних сальників було встановлено: «губа» періодично входить в резонанс (відскакує від вала). Амплітуда резонансу (відскоки) і тривалість на різних оборотах різна, а на окремих виробах таких відскоків, які утворюють зазор між «губою» і валом достатній для вильоту крапельок масла до 5 і все це відбувається на ідеально підібраному матеріалі і з пружиною з характеристикою вивіреної.
Чому конічна?
Рішення було знайдено в змінній величині радіального зусилля на ущільненні з конічною формою «губи».
Кожен виток гвинта «натягнутий» на вал з різним радіальним зусиллям (конус) і тепер резонанс на витках настає в різні періоди частоти обертання валу і ніколи разом на всіх витках. Досвід показав, що досить 3 витка і сальник герметичний.
Чому гвинтова насічка?
Опробивать різні насічки, але найефективніше виявилася гвинтова. Практично проганяє через ущільнення до 120 мл олії в хвилину, змащуючи і охолоджуючи місце контакту і це при діаметрі вала 80 мм зануреного в масло. Ефект несподіваний, але закономірний. З'ясувалося, що це знизило тертя і знос сальника і практично виключило знос вала.
Споживачам - моторобудівним заводам, заводу двигунів КАМАЗа і УМЗ були запропоновані одразу кілька типорозмірів сальників з «губою» МКВ.
Запропоновано в ті місця, де не потрібно міняти технологію збирання. На обох моторобудівних сальник з Viton® з «губою» МКВ відразу ж пройшов всі випробування, і були замовлені інші типорозміри в проблемні місця.
Заводи пішли навіть на зміну технологій складання. КАМАЗ провів агрегатні випробування одного і того ж сальника з перестановкою з 1 агрегату на 2 і далі на 3, намагаючись визначити час відмови. Сальник витримав всі 3 випробування і був герметичний.
Аналогічний досвід ми намагалися провести на сальнику з «губою» з ПТФЕ, але ні при зміщенні центрів більш ніж на 0,2 мм, ні при виробленні вала герметичності не було. Тільки в допуску до 0,15 мм сальник був герметичний.
Завершуючи опис процесу створення сальника з «губою» МКВ треба зробити висновок, що для односпрямованого обертання валу (ліве; праве) з будь-якими оборотами до 10000 (випробувальний стенд більше не розвиває) сальник з «губою» конічної, з гвинтовою насічкою з матеріалу Viton® (точніше компаунда) може бути використаний в найвідповідальніших вузлах верстатів, сільгосп машин, насосів, двигунів внутрішнього згоряння, компресори і т.д.
Сальник без доопрацювання і відновлення валів може бути використаний для ремонту техніки.
Сальник може бути використаний в агрегатах, вузлах які тривалий час працюють в екстремальних умовах -54 ° С і до + 200 ° С. Сам матеріал може використовуватися для ущільнень працюють в повітрі обмежена: 3000 годин при t ° С + 232 ° С. 1000 годин при t ° С + 260 ° С
Конструкція МКВ і компаунд з еластомеру фторкаучука Viton® вирішує проблеми і герметизує без витоків і запотівання вала односпрямованого обертання.