Já se perguntou porque é que alguns cilindros hidráulicos duram mais do que outros? O segredo está nos vedantes do pistão. Neste artigo, ficará a saber como os diferentes vedantes afectam o desempenho e a vida útil, e quais os melhores tipos para as várias condições. Prepare-se para melhorar os seus conhecimentos sobre a eficiência dos cilindros hidráulicos!
A vedação do pistão de um cilindro hidráulico influencia significativamente o seu desempenho. Uma vedação deficiente pode afetar a funcionalidade e a vida útil do pistão.
Em casos graves, pode também afetar a utilização geral e a longevidade do cilindro hidráulico. Por conseguinte, deve ser dada a devida atenção à vedação dos pistões dos cilindros hidráulicos.
O vedante, normalmente instalado no pistão, serve principalmente para vedar a folga entre o pistão e o tambor do cilindro, evitando fugas de óleo hidráulico. Os requisitos básicos para o dispositivo de vedação incluem um excelente desempenho de vedação que melhora com o aumento da pressão.
Além disso, deve ter baixa resistência ao atrito, resistência ao óleo, resistência à corrosão, resistência ao desgaste, uma longa vida útil e ser fácil de fabricar e desmontar.
Cilindros hidráulicos utilizam principalmente anéis de vedação para vedação. Os anéis de vedação habitualmente utilizados incluem os tipos em forma de O, em forma de V, em forma de Y e compostos. Os materiais utilizados para estes vedantes são a borracha resistente ao óleo, o nylon e o poliuretano.
O O-ring é utilizado principalmente para vedação estática. É de instalação conveniente e económica, capaz de funcionar num intervalo de temperatura de -40 a 120°C. No entanto, em comparação com os vedantes labiais, apresenta uma maior resistência ao movimento e é propenso a torcer durante a vedação dinâmica. Por conseguinte, geralmente não é utilizado de forma independente para a vedação dinâmica do cilindro hidráulico, mas combinado com outros componentes de vedação.
Durante a instalação de qualquer vedante, deve ser assegurada uma quantidade adequada de pré-compressão. Se for demasiado pequena, não pode vedar; se for demasiado grande, a fricção aumenta e é mais provável que se danifique. Por conseguinte, o tamanho da ranhura e a precisão da superfície para a instalação do vedante devem ser rigorosamente salvaguardados de acordo com os dados fornecidos nos manuais relevantes.
Na vedação dinâmica, quando a pressão excede os 10 MPa, o O-ring pode ser espremido na fenda e ficar danificado. Para evitar isto, deve ser colocado um anel de apoio feito de politetrafluoroetileno (PTFE) ou nylon, com uma espessura de 1,25-2,5 mm, no lado de baixa pressão do O-ring.
Se estiver sujeita a uma pressão elevada de ambas as direcções, devem ser acrescentados anéis de apoio em ambos os lados. A estrutura está representada no diagrama seguinte.
A secção transversal de um anel em V, também conhecido como vedante em V, é em forma de V, como se mostra no diagrama abaixo.
O conjunto de vedação em forma de V é composto por um anel de compressão, um anel em V e um anel de suporte. Quando a pressão de funcionamento for superior a 10MPa, o número de anéis em V pode ser aumentado para melhorar a eficiência da vedação. Durante a instalação, a abertura do anel em V deve estar virada para o lado com maior pressão.
Os vedantes em forma de V apresentam um excelente desempenho de vedação, resistência a altas pressões e uma longa vida útil. Ao ajustar a fixação força, podem ser alcançados efeitos de vedação óptimos.
No entanto, as vedações em forma de V têm resistência ao atrito relativamente alta e grandes dimensões estruturais, e são usadas principalmente para vedação de movimento alternativo de hastes de pistão. Eles são adequados para operação em condições com uma pressão de trabalho de p> 50MPa e temperaturas que variam de -40 a 80 ℃.
Os anéis em forma de Y (YX), também conhecidos como anéis Y, têm uma secção transversal em forma de Y e são classificados como vedantes do tipo lábio. Estes vedantes são conhecidos pelas suas excelentes propriedades de vedação, estabilidade, resistência à pressão, baixa fricção e longa vida útil, o que os torna amplamente utilizados. Os anéis em Y são utilizados principalmente para vedantes de movimento alternativo.
Dependendo da relação entre o comprimento e a largura na secção transversal, os anéis em Y podem ser classificados em duas formas: secção transversal larga e secção transversal estreita. A figura abaixo ilustra um anel de vedação em forma de Y de secção transversal larga.
A função de vedação do anel em Y baseia-se no contacto íntimo do seu rebordo com a superfície de acoplamento, gerando uma pressão de contacto significativa sob a influência do óleo hidráulico para atingir o objetivo de vedação. À medida que a pressão hidráulica aumenta, o bordo do lábio adere mais firmemente à superfície de acoplamento, a pressão de contacto é mais elevada e o desempenho da vedação é melhor.
Ao instalar o anel em Y, a superfície da extremidade da boca do lábio deve estar virada para o lado com pressão hidráulica elevada. Quando a pressão muda significativamente ou a velocidade de deslizamento é elevada, deve ser utilizado um anel de suporte para fixar o anel de vedação, como mostra a figura abaixo.
Os anéis em Y de secção transversal larga são normalmente adequados para aplicações em que a pressão de trabalho é inferior a 20 MPa, enquanto os anéis em Y de secção transversal estreita são geralmente adequados para operações com uma pressão de trabalho inferior a 32 MPa.
Normalmente, os vedantes do tipo Y são seleccionados para pistões de cilindros hidráulicos. Se o cilindro funcionar a alta velocidade e sob pressão média a alta, deve ser selecionado um anel Glyd - uma combinação de um O-ring de borracha e um anel de PTFE.
Para cilindros de alta pressão que funcionam a velocidades mais lentas, em que as fugas internas têm de ser rigorosamente controladas e é necessária a retenção da pressão, podem ser seleccionados vedantes combinados do tipo V.
Se forem necessárias alta velocidade e alta pressão, juntamente com retenção de pressão, será necessário um projeto de vedante adaptado - o plano específico deve ser determinado com base nas circunstâncias específicas. Para cilindros de baixa pressão que requerem retenção de pressão, deve ser selecionado material de borracha.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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