Rola uszczelek w działaniu maszyn

Uszczelki to centralny element składowy cylindra hydraulicznego i innych komponentów układu hydraulicznego we wtryskarkach.

W przypadku wtryskarek posiadających komponenty hydrauliczne z różnych przyczyn pożądana jest praca bez nieszczelności. Uszkodzenie systemu uszczelnień ma bezpośredni niekorzystny wpływ na funkcjonalność maszyny, ale również na otoczenie.

W wyniku przecieków wewnętrznych występują zakłócenia w pracy maszyn, problemy z dokładnością pozycjonowania, obniżenie wydajności maszyny, podwyższenie kosztów energii. Z kolei w wyniku przecieków zewnętrznych występuje zanieczyszczenie środowiska, pogorszenie bezpieczeństwa maszyny, pogorszenie bezpieczeństwa pracy.

Powyższe informacje powinny być pomocne przy ocenie uszkodzeń uszczelnień na wtryskarkach. Rozpoznanie przyczyny stanowi podstawę do wyeliminowania uszkodzeń w przyszłości i uzyskiwania dużej dyspozycyjności maszyn. Każdy użytkownik powinien przy wymianie zużytych uszczelek korzystać z okazji, by na podstawie wyglądu uszkodzeń określać ich przyczyny i w miarę możliwości usuwać wykryte źródła błędów.

Zasady obchodzenia się z elementami uszczelniającymi są niezwykle istotne. Staranne obchodzenie się z uszczelkami, także podczas przechowywania, ma decydujące znaczenie dla działania poszczególnych uszczelek oraz całych systemów uszczelnień. Nawet małe uszkodzenia w obszarze krawędzi uszczelniających mogą być przyczyną widocznych nieszczelności lub kompletnej awarii systemu uszczelnienia. Przy magazynowaniu uszczelek należy stosować się m.in. do zaleceń mówiących, że uszczelki należy przechowywać w oryginalnych opakowaniach, miejsce składowania powinno być chłodne, suche, wolne od pyłów i zaciemnione. Nie wolno przechowywać uszczelek wspólnie z rozpuszczalnikami, paliwami silnikowymi, materiałami smarnymi, chemikaliami.

Przed zamontowaniem uszczelek należy zadbać o to, aby konieczne pochylenia wejściowe na tłoczyskach i rurach cylindrów były zaokrąglone i pozbawione gratu, a zakończenia gwintów i ostre krawędzie były przykryte. Pył, zanieczyszczenia, wióry i inne ciała obce muszą być starannie usunięte. Uszczelki oraz elementy konstrukcyjne należy naoliwić i nasmarować, przy czym stosować wolno jedynie smary bez dodatku fazy stałej.

W tym momencie warto poznać cenne wskazówki m.in. odnośnie montażu dwuczęściowych zespołów uszczelniających tłoczysko.

W celu przeprowadzenia montażu dwuczęściowego zespołu uszczelniającego tłoczysko, składającego się z pierścienia kształtowego z PTFE oraz elastomerowego elementu naprężanego wstępnie, należy ręcznie włożyć element naprężany wstępnie do rowka pod uszczelkę. Następnie ścisnąć pierścień kształtowy z PTFE nadając mu kształt nerki i umieścić w rowku tak, aby krawędź uszczelniająca była skierowana w stronę z której działa nacisk. Należy przy tym bezwzględnie unikać utworzenia ostrych załamań uszczelki. Następnie należy rozmieścić pierścień kształtowy w rowku nadając mu z powrotem pierwotny kształt oraz przeprowadzić kalibrowanie pierścienia przy pomocy trzpienia kalibrującego lub używając bezpośrednio tłoczyska. Jeśli uszczelka jest kalibrowana bezpośrednio przy pomocy tłoczyska, należy przewidzieć wystarczająco długie pochylenie wejściowe. Cały montaż musi odbywać się wyłącznie przy pomocy elementów o zaokrąglonych krawędziach.

Warto tez wiedzieć jak zachować się w przypadku montażu dwuczęściowych zespołów uszczelniających tłok. Jako pomoc montażowa szczególnie przydatne okazują się w takiej sytuacji taśmy montażowe z nylonu odpornego na rozrywanie. Mogą być one stosowane dla uszczelek z PTFE począwszy od średnicy 100 mm. W każdym przypadku należy unikać lokalnego nadmiernego rozciągnięcia pierścienia kształtowego z PTFE.

Wymagane rozciągnięcie pierścienia kształtowego z PTFE można ułatwić podgrzewając go przed montażem do temperatury maksymalnej 60 – 80 st. C. Pierścień ten można kalibrować przy pomocy tulejki kalibrującej lub, jeśli istnieją wystarczająco długie pochylenia wejściowe bezpośrednio w otworze cylindra.

Cyrkulacja oleju hydraulicznego w obszarze elementów uszczelniających jest niewielka. Dlatego duże znaczenie mają zanieczyszczenia przedostające się bezpośrednio do obszaru elementów uszczelniających oraz powstające na miejscu w wyniku starzenia oleju. Zatem niezbędnym przedsięwzięciem jest staranne oczyszczenie oleju hydraulicznego przy pierwszym montażu oraz po zakończeniu prac naprawczych i konserwacyjnych.

Zanieczyszczenia mogą osadzać się w materiale uszczelniającym i powodować uszkodzenia metalicznych powierzchni współpracujących. Podczas dalszej pracy uszkodzone powierzchnie niszczą z kolei elementy uszczelniające.

Zależnie od wielkości ciał obcych uszczelka może ulec bezpośredniemu uszkodzeniu na skutek ścierania. Jeśli np. z powodu podwyższonego tarcia w obszarze stykających się powierzchni tworzą się większe ilości produktów utleniania medium hydraulicznego, to działają one tak samo jak cząstki zanieczyszczeń powodujące ścieranie. Współczynnik tarcia jest przy tym bezpośrednio związany ze stanem starzenia oleju.

Dla wyeliminowania przedostawania się ciał obcych z zewnątrz do układu stosowane są zgarniacze zanieczyszczeń. Bezusterkowe działanie zgarniaczy powinno być kontrolowane podczas przeprowadzanych prac naprawczych i konserwacyjnych. Przy wymianie uszczelek należy generalnie wymieniać także zgarniacze.

Mechaniczne uszkodzenia tłoczyska, do jakich może dochodzić przy nieprawidłowej wymianie form na dźwigarach wtryskarki, wpływają w dużym stopniu negatywnie na funkcjonalność systemu uszczelnień. Poprzez zabezpieczanie dźwigarów (tłoczysk) przy wymianie form unika się dodatkowych przestojów wynikających z koniecznych, pracochłonnych prac naprawczych.