Тип цилиндра и применение, для которого он используется, являются двумя основными критериями при выборе соответствующих уплотнений и направляющих. Приложения называются легкими, средними или тяжелыми. Уровни нагрузки обычно характеризуются следующими критериями:

Цилиндры малой грузоподъемности используются для стационарного оборудования в заводских условиях и характеризуются давлением в системе до 160 бар (2300 фунтов на кв. дюйм) и температурой до 70°C (160°F).

Цилиндры средней мощности часто используются в сельскохозяйственной внедорожной технике с системным давлением до 250 бар (3625 фунтов на кв. дюйм) и температурой до 90°C (195°F).

Цилиндры для тяжелых условий эксплуатации используются во внедорожной землеройной, горнодобывающей и лесозаготовительной технике и характеризуются давлением в системе до 400 бар (5800 фунтов на кв. дюйм) или выше и температурой, превышающей 90°C (195°F), а иногда и до 110°С. °С (230°F).

Уплотнения гидроцилиндра используются для герметизации отверстий между различными компонентами гидроцилиндра. Они предназначены для удержания гидравлических жидкостей, исключения твердых или жидких загрязнений и поддержания гидравлического давления. Эти задачи требуют множества различных конструкций уплотнений и функций, повышающих производительность. Материал уплотнения должен соответствовать неровностям металлических поверхностей, чтобы блокировать прохождение жидкости. Чтобы приспособиться к изменениям размера зазора, уплотнение должно быстро расширяться или сжиматься, чтобы следовать изменениям размеров. Наконец, чтобы сопротивляться выдавливанию в зазоры, уплотнение должно иметь достаточный модуль и твердость, чтобы выдерживать напряжение сдвига, создаваемое давлением в системе.

Успешная герметизация предполагает удержание жидкости в гидравлических системах и компонентах, исключая загрязняющие вещества. Поверхности, соприкасающиеся с уплотнением, определяют, какой тип использовать. Поверхность может быть статической или динамической — в движении или без движения. Статические уплотнения обычно используются, когда нет относительного движения между сопрягаемыми поверхностями. Динамические уплотнения противоположны. Они используются, когда есть движение между поверхностями. Это могут быть как возвратно-поступательные, так и колебательные движения.

Гидравлические цилиндры работают в различных областях применения и в различных условиях окружающей среды, включая воздействие пыли, мусора или внешних погодных условий. Чтобы предотвратить попадание этих загрязняющих веществ в блок цилиндров и гидравлическую систему, на внешней стороне головки блока цилиндров установлены грязесъемные уплотнения (также известные как скребки, исключающие или пылезащитные уплотнения).

Грязесъемные уплотнения обеспечивают герметичный контакт со штоком поршня, когда оборудование неподвижно (статическое, без возвратно-поступательного движения штока) и при использовании (динамическое, возвратно-поступательное движение штока). Без грязесъемного уплотнения втягивающийся шток поршня может занести загрязняющие вещества в цилиндр.

Направляющие штока обычно располагаются внутри как штока, так и буферного уплотнения и при сборке должны смазываться той же средой, которая используется в системе. Направляющая должна постоянно получать достаточную смазку и не должна находиться за пределами уплотнения штока. Однако при определенных условиях направляющие с добавлением политетрафторэтилена (ПТФЭ) могут использоваться вне уплотнения штока из-за их самосмазывающихся свойств.

Направляющие кольца обеспечивают эффективное направление компонентов, находящихся в движении относительно друг друга, и воспринимают радиальные нагрузки, действующие на блок цилиндров. Выбор правильного уплотнения и направляющей для конкретного применения требует учета многих факторов. Направляющие кольца штока и поршня предотвращают контакт металла с металлом между компонентами, реагируют на радиальную нагрузку, вызванную боковыми нагрузками на узел цилиндра, и удерживают шток и поршень в радиальном направлении по центру узла цилиндра в допустимых пределах для уплотнений. Эти функции важны для работы системы уплотнения штока и системы уплотнения поршня.

Промышленные уплотнения подвергаются широкому спектру сложных условий эксплуатации, таких как высокая температура, скорость, давление и агрессивные химические вещества. Чтобы справиться с этими и другими суровыми условиями, важно выбрать наиболее подходящие уплотнительные материалы. На выбор материала влияет несколько факторов, в том числе воздействие среды, давления, температуры и потенциально строгие нормативные требования, общие для продуктов питания и напитков или нефтегазовой промышленности. К герметизирующим материалам относятся:

Каучуки — NBR, FKM и HNBR являются широко используемыми резиновыми материалами в гидравлических устройствах. Они чрезвычайно гибкие и могут растягиваться и изгибаться при относительно небольшом усилии. Многие из них обеспечивают превосходную стойкость к минеральным маслам, смазкам и другим средам.

Термопластичные эластомеры — обладают преимуществами, типичными как для резины, так и для пластика. Высокоэффективные термопластичные полиуретаны (ТПУ) SKF сочетают в себе превосходную стойкость к истиранию и износу, низкую остаточную деформацию при сжатии, высокую прочность на разрыв и выдающуюся устойчивость к давлению.

ПТФЭ — Разработанный для работы в экстремальных условиях, ПТФЭ и его соединения могут противостоять агрессивным химическим веществам, а также высоким температурам и давлению. Благодаря чрезвычайно низкому коэффициенту трения они также могут работать в условиях сухого хода.

Пластмассы. Пластмассовые материалы могут соответствовать более высоким требованиям к температуре, химическим и механическим свойствам и могут варьироваться от инженерных пластмасс до пластмасс с высокими эксплуатационными характеристиками. Опорные кольца обычно изготавливаются из пластика и используются для повышения способности выдерживать давление уплотнения штока или поршня.

Проектирование уплотнительных и направляющих систем в гидравлических цилиндрах требует особого внимания к взаимодействию между всеми компонентами цилиндра и условиям эксплуатации, а также к требованиям применения. Выбор правильного профиля уплотнения и материала для конкретного применения требует учета многих факторов. Для любых факторов применения, выходящих за рамки обычных, или для определения систем уплотнения в новых конструкциях гидравлических цилиндров может потребоваться определенный опыт.

Перед выбором уплотнений необходимо собрать определенные приложения, параметры и информацию. При выборе гидравлических уплотнений почти всегда требуются следующие наиболее распространенные соображения по применению:

Диапазон давления жидкости — диапазон давления рабочей жидкости в системе, а также частота и выраженность пиков давления.

Температурный диапазон — диапазон жидкости и цилиндра в сборе как при работе, так и в состоянии покоя.

Скорость - скорость хода возвратно-поступательного штока поршня.

Жидкие среды — тип и вязкость жидкости, используемой в системе.

Размеры оборудования — диаметры штока и отверстия, размеры канавок уплотнения и зазоры (если они уже указаны), общая длина цилиндра и длина хода, а также характеристики обработки поверхности (если они уже указаны).

Применение цилиндра — тип оборудования, на котором будет использоваться цилиндр, и то, как цилиндр будет работать в оборудовании, а также установка, рабочие циклы и факторы окружающей среды (внешняя температура или загрязняющие вещества).

Проблемы производительности в конкретных приложениях не всегда решаются с помощью стандартного или каталожного ассортимента продукции. Для сложных и постоянно меняющихся задач по уплотнению жидкости инженеры по уплотнениям могут разработать индивидуальное решение по уплотнению. Разработка этого индивидуального решения должна включать анализ отказов и исследование условий работы системы, тестирование в соответствии со спецификациями заказчика и стандартами производительности, а также техническое обучение.

Гидравлические уплотнения оказывают решающее влияние на производительность системы во многих областях применения. Такие факторы, как температура, скорость, давление, смазочные материалы и другие условия эксплуатации, могут значительно повлиять на срок службы уплотнения. Выбор правильного уплотнения помогает повысить производительность машины, оптимизировать операции и снизить общую стоимость владения машиной.