Грязесъемники для штоков 2–18: уплотнения вала с внутренним диаметром от 2 до 18 мм
Грязесъемники для штоков 2–18 — это класс кромочных уплотнений, устанавливаемых в посадочные канавки гидро- и пневмоцилиндров с номинальным диаметром вала (штока) в диапазоне 2–18 мм. Основная функция изделия — удаление абразивных частиц, металлической стружки, пыли и влаги с поверхности движущегося штока до их проникновения в полость уплотнительного узла. Типоразмерный ряд 2–18 мм охватывает прецизионную пневматику, малогабаритную гидравлику, медицинское и дозирующее оборудование, где стандартные грязесъемники от 20 мм и выше неприменимы из-за габаритов монтажного пространства.
Конструктивные исполнения и материалы
Для штоков малых диаметров применяют несколько конструктивных схем, различающихся способом фиксации в корпусе и профилем рабочей кромки:
- Однокромочные с металлическим корпусом — обрезиненная манжета, запрессованная в стальное или латунное кольцо; фиксация в расточке корпуса за счёт натяга.
- Двухкромочные полиуретановые — рабочая и дополнительная кромки, обеспечивающие герметизацию при возвратно-поступательном движении со скоростью до 1,5 м/с.
- Комбинированные (кассетные) — грязесъемная кромка из полиуретана и опорное кольцо из полиамида или ПТФЭ, воспринимающее радиальные нагрузки.
- С пружинным поджимом — кромка поджимается к штоку пружиной из нержавеющей стали, что стабилизирует контакт при низких давлениях и в вакуумных системах.
Материал рабочей кромки выбирают по условиям эксплуатации. Полиуретан (например, на основе сложных эфиров) обеспечивает стойкость к гидравлическим маслам на минеральной основе и абразивному износу при температурах –30…+100 C. Нитрильный каучук NBR применяют в пневматических приводах при –40…+100 C. Фторкаучук FKM (аналог по стойкости к агрессивным средам) используют в химическом оборудовании и при температурах до +200 C. Для пищевых и фармацевтических линий применяют компаунды, соответствующие требованиям FDA и не содержащие силиконовых смазок.
Технические параметры и посадочные размеры
Грязесъемники типоразмеров 2–18 мм нормируются по внутреннему диаметру d (по штоку), наружному диаметру D (по расточке) и высоте h. Допуски на посадочную канавку назначают по H8/h8, шероховатость поверхности штока — не грубее Ra 0,2–0,4 мкм, твёрдость штока — не менее 45 HRC при наличии абразивной среды. Монтажный зазор между кромкой и штоком в свободном состоянии составляет 0,3–0,8 мм и выбирается при установке за счёт натяга.
| Диаметр штока d, мм | Наружный диаметр D, мм | Высота h, мм | Материал кромки | Рабочее давление, МПа |
|---|---|---|---|---|
| 2 | 6 | 3 | Полиуретан | до 16 |
| 4 | 9 | 4 | NBR | до 10 |
| 6 | 12 | 4 | Полиуретан | до 25 |
| 10 | 16 | 5 | FKM | до 32 |
| 12 | 18 | 5 | Полиуретан | до 40 |
| 16 | 24 | 6 | NBR | до 16 |
| 18 | 26 | 6 | Полиуретан | до 40 |
Области применения
Уплотнения данного диапазона востребованы в узлах с ограниченным монтажным пространством:
- Пневматические цилиндры малого хода в сборочных автоматах и манипуляторах.
- Гидроцилиндры подъёмных механизмов медицинских кресел и операционных столов.
- Дозирующие насосы и шприцевые приводы лабораторного оборудования.
- Пневматические зажимные патроны металлорежущих станков с ЧПУ.
- Штоки клапанов и заслонок в системах КИПиА с диаметром вала до 18 мм.
- Робототехнические приводы и сервопневматика с прецизионным позиционированием.
В гидросистемах высокого давления грязесъемник работает совместно с уплотнением штока (манжетой) и направляющей втулкой. При скорости скольжения свыше 0,5 м/с рекомендуется применять полиуретановые кромки с низким коэффициентом трения; в пневматике с давлением до 1 МПа достаточно NBR-исполнения. Для вакуумных камер и систем с давлением ниже атмосферного используют исполнения с пружинным поджимом кромки.
Критерии выбора и монтажа
При подборе грязесъемника для штока 2–18 мм учитывают: диаметр и твёрдость штока, рабочую среду (минеральное масло, вода, воздух, агрессивные жидкости), температуру в зоне контакта, скорость возвратно-поступательного движения и наличие абразивных загрязнений. Посадочную канавку выполняют с фаской для запрессовки, исключающей повреждение кромки. Перед монтажом кромку смазывают рабочей средой или совместимой смазкой; установка «насухую» приводит к задирам и потере герметичности.
Вопросы и ответы
Какой материал кромки выбрать для штока 6 мм в гидросистеме с давлением 20 МПа?
Для таких условий применяют полиуретан на основе сложных эфиров: он обеспечивает стойкость к минеральным маслам и абразивному износу при давлении до 25 МПа и температуре до +100 C.
Можно ли устанавливать грязесъемник 2–18 мм в пневматический цилиндр без смазки?
Да, для пневматики без подачи масла используют NBR-исполнения с низким коэффициентом трения. Полиуретановые кромки в сухом воздухе работают хуже и требуют периодической смазки.
Какой монтажный зазор допустим между кромкой и штоком?
В свободном состоянии зазор составляет 0,3–0,8 мм. При установке кромка поджимается к штоку за счёт натяга, обеспечивая герметичность без избыточного трения.
При какой шероховатости штока грязесъемник работает эффективно?
Шероховатость поверхности штока должна быть не грубее Ra 0,2–0,4 мкм. Более грубая поверхность ускоряет износ кромки и снижает ресурс уплотнения.
