Vi siete mai chiesti perché alcuni cilindri idraulici durano più a lungo di altri? Il segreto sta nelle guarnizioni del pistone. In questo articolo scoprirete come le diverse guarnizioni influiscono sulle prestazioni e sulla durata e quali sono i tipi migliori per le varie condizioni. Preparatevi a comprendere meglio l'efficienza dei cilindri idraulici!
La tenuta del pistone di un cilindro idraulico influisce in modo significativo sulle sue prestazioni. Una cattiva tenuta può compromettere la funzionalità e la durata del pistone.
Nei casi più gravi, può anche influire sull'uso complessivo e sulla longevità del cilindro idraulico. Pertanto, la tenuta dei pistoni dei cilindri idraulici deve essere oggetto di attenzione.
La guarnizione, tipicamente installata sul pistone, serve principalmente a sigillare lo spazio tra il pistone e la canna del cilindro, evitando perdite di olio idraulico. I requisiti di base per il dispositivo di tenuta includono eccellenti prestazioni di tenuta che migliorano con l'aumentare della pressione.
Inoltre, deve avere bassa resistenza all'attrito, resistenza all'olio, resistenza alla corrosione, resistenza all'usura, lunga durata e facilità di fabbricazione e smontaggio.
Cilindri idraulici Per la tenuta si utilizzano principalmente anelli di tenuta. Gli anelli di tenuta più comunemente utilizzati sono quelli a O, a V, a Y e quelli compositi. I materiali utilizzati per queste guarnizioni sono gomma resistente all'olio, nylon e poliuretano.
L'O-ring è utilizzato principalmente per la tenuta statica. È conveniente ed economico, in grado di funzionare in un intervallo di temperatura compreso tra -40 e 120°C. Tuttavia, rispetto alle guarnizioni a labbro, presenta una maggiore resistenza al movimento ed è soggetto a torsione durante la tenuta dinamica. Per questo motivo, in genere non viene utilizzata da sola per la tenuta dinamica dei cilindri idraulici, ma combinata con altri componenti di tenuta.
Durante l'installazione di qualsiasi guarnizione, è necessario garantire una quantità adeguata di precompressione. Se è troppo piccola, non può sigillare; se è troppo grande, l'attrito aumenta ed è più probabile che venga danneggiata. Di conseguenza, le dimensioni della scanalatura e la precisione della superficie per l'installazione della guarnizione devono essere rigorosamente rispettate secondo i dati riportati nei relativi manuali.
Nella tenuta dinamica, quando la pressione supera i 10 MPa, l'O-ring può essere schiacciato nella fessura e danneggiarsi. Per evitare che ciò accada, è necessario posizionare sul lato a bassa pressione dell'O-ring un anello di sicurezza in politetrafluoroetilene (PTFE) o nylon, con uno spessore di 1,25-2,5 mm.
Se è soggetto a pressioni elevate da entrambe le direzioni, è necessario aggiungere anelli di sicurezza su entrambi i lati. La struttura è rappresentata nel diagramma seguente.
La sezione trasversale di un anello a V, noto anche come guarnizione a V, è a forma di V come mostrato nel diagramma sottostante.
Il gruppo di tenuta a forma di V è composto da un anello di compressione, un anello a V e un anello di supporto. Quando la pressione di esercizio supera i 10MPa, il numero di anelli a V può essere aumentato per migliorare l'efficienza della tenuta. Durante l'installazione, l'apertura dell'anello a V deve essere rivolta verso il lato con pressione maggiore.
Le guarnizioni a V presentano eccellenti prestazioni di tenuta, resistenza alle alte pressioni e lunga durata. Regolando il serraggio forza, è possibile ottenere effetti di tenuta ottimali.
Tuttavia, le tenute a forma di V hanno una resistenza all'attrito relativamente elevata e grandi dimensioni strutturali e sono utilizzate principalmente per la tenuta del movimento alternativo degli steli. Sono adatte al funzionamento in condizioni di pressione di esercizio di p>50MPa e di temperature comprese tra -40 e 80℃.
Gli anelli a Y (YX), noti anche come anelli a Y, hanno una sezione trasversale a forma di Y e sono classificati come guarnizioni a labbro. Queste guarnizioni sono note per le loro eccellenti proprietà di tenuta, stabilità, resistenza alla pressione, basso attrito e lunga durata, che le rendono ampiamente utilizzate. Gli anelli a Y sono utilizzati principalmente per le tenute per movimenti alternativi.
In base al rapporto tra lunghezza e larghezza nella sezione trasversale, gli anelli a Y possono essere classificati in due forme: a sezione larga e a sezione stretta. La figura seguente illustra un anello di tenuta a Y a sezione larga.
La funzione di tenuta dell'anello a Y si basa sul contatto intimo del suo bordo a labbro con la superficie di accoppiamento e genera una pressione di contatto significativa sotto l'influenza dell'olio idraulico per raggiungere l'obiettivo di tenuta. All'aumentare della pressione idraulica, il bordo del labbro aderisce più strettamente alla superficie di accoppiamento, la pressione di contatto è maggiore e le prestazioni di tenuta sono migliori.
Quando si installa l'anello a Y, la superficie della bocca del labbro deve essere rivolta verso il lato con alta pressione idraulica. Quando la pressione cambia in modo significativo o la velocità di scorrimento è elevata, è necessario utilizzare un anello di supporto per fissare l'anello di tenuta, come mostrato nella figura seguente.
Gli anelli a Y a sezione larga sono generalmente adatti per applicazioni in cui la pressione di esercizio è inferiore a 20 MPa, mentre gli anelli a Y a sezione stretta sono generalmente adatti per operazioni con una pressione di esercizio inferiore a 32 MPa.
In genere, per i pistoni dei cilindri idraulici si scelgono guarnizioni a Y. Se il cilindro funziona ad alta velocità e con pressioni medio-alte, si dovrebbe scegliere un anello Glyd, una combinazione di un O-ring in gomma e di un anello in PTFE.
Per i cilindri ad alta pressione che operano a velocità ridotte, dove le perdite interne devono essere rigorosamente controllate ed è richiesta la ritenzione della pressione, si possono scegliere le guarnizioni combinate di tipo V.
Se sono richieste sia l'alta velocità che l'alta pressione, oltre alla ritenzione della pressione, sarà necessario un progetto di guarnizione su misura - il piano specifico deve essere determinato in base alle circostanze specifiche. Per i cilindri a bassa pressione che richiedono la ritenzione della pressione, è necessario scegliere un materiale in gomma.
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