Основные технологии производства уплотнений для гидроцилиндров

В связи с низкой теплопроводностью пластмасс и небольшим модулем упругости, механическая обработка этих материалов имеет свои особенности. Поскольку уплотнительные элементы являются телами вращения, практически вся механическая обработка осуществляется методом точения универсальных или специализированных токарных и токарно-револьверных станках с ЧПУ.

Рис. 1. Общий вид токарно-резольверного станка с ЧПУ SKF Economos NG-060

Механическая обработка проводится как для доработки заготовок, полученных с помощью других технологий (например, литьем под давлением), так и для получения конечной продукции из сортовых заготовок: круга и трубы.

В первом случае с целью удешевления литейной оснастки изготав-ливается максимально упрощенная пресс-форма, из которой получают заготовку с припусками на механическую доработку (Рис. 1). Данная технология достаточно широко распространена среди зарубежных производителей уплотнений, разработавших специализированные токарные станки для обработки заготовок (например, манжет).

Во втором случае, методом экструзии или центробежного литья получают сортовые заготовки в виде трубы или круга (Рис. 2), из которых методом точения получают конечную деталь.

Рис. 2. Заготовка манжеты для последующей механической обработки.

Большинство современных уплотнений гидроцилиндров получают из термоэластопластов (ТPE) на полиэфирной (TPE-E) или полиуретановой (TPE-U) основе. Требуемые скорости и подачи резания полиуретанов следующие [1]:

• Cкорость режущего инструмента - 91 - 152 м/мин;

• Подача обрабатываемой поверхности - не более 0,2 мм для твердых сортов и 0,12 мм - для мягких на один оборот.

Опыт компании RGC-Trade по эксплуатации станков с ЧПУ SKF ECONOMOS и DMH (Австрия) показал, что в программное управление данных станков заложены существенно более высокие скорости: 400 - 450 м/мин при подаче не более 0,2 мм. Причем в зависимости от диаметра обрабатываемого уплотнения программа пересчитывает частоту вращения шпинделя. Зависимость для числа оборотов шпинделя от скорости и диаметра уплотнения имеет вид: n = 1000 V/pD, об/мин.

Здесь n - частота вращения, об/мин; D - диаметр обрабатываемого уплотнения, мм; V - линейная скорость резания, м/мин.

Таким образом, рекомендуемые скорости резания могут быть приняты за нижний предел скоростей обработки полиуретанов и требуют очень хорошей заточки инструмента. Материал инструмента - быстрорежущая сталь. Учитывая высокую температуру в зоне резания и плохую теплопроводность обрабатываемых материалов, при точении лучше применять смазочно-охлаждающие жидкости.

Точность точения материалов уплотнений заметно ниже, чем при обработке металла, из-за небольшого модуля упругости и плохой теплопроводности материалов. На Рис. 3. приведены для примера допуски на точение на ЧПУ полиуретановой манжеты RG-17.

Рис. 3. Сортовые заготовки для точения уплотнений на токарных станках с ЧПУ.

Технология точения уплотнений на токарных станках с ЧПУ весьма эффективна при единичном и мелкосерийном производстве. В компании RGC-trade создано и успешно развивается торгово-производственная сеть RGC-Express, предоставляющая услугу срочного изготовления нестандартных уплотнений методом точения. Сейчас данная услуга очень востребована, поскольку сокращение времени простоя дорогостоящей строительно- дорожной и иной техники вполне окупает затраты на изготовление уплотнений.

Все производители токарных станков с ЧПУ для производства уплотнений оснащают их обширной библиотекой профилей уплотнений и оператору станка остается лишь ввести размеры посадочного места, выбрать материал и размеры заготовки. Компьютер автоматически генерирует программу обработки и запускает станок. Имеется возможность запрограммировать изготовление уплотнений, отсутствующих в прилагаемой к станку библиотеке.

При точении материалов уплотнений образуется сливная (непрерывная) стружка, поэтому все станки с ЧПУ оснащены дисковыми ножами для ее измельчения с пневматическим отводом в сборный контейнер. Общий вид станка с ЧПУ SKF Economos NG-060 показан на Рис. 4. Модельный ряд данной линейки токарных станков с ЧПУ позволяет изготавливать манжеты диаметром до 1,5 м.

Рис. 4. Допуски на точение на ЧПУ полиуретановой манжеты RG17.

В предыдущей части статьи были конспективно описаны основные технологии, используемые в производстве уплотнений. В ближайшее время революционных изменений они не претерпят, хотя, конечно же, будут совершенствоваться с использованием современных методик моделирования бизнес-процессов и структурного анализа больших систем (например, серии IDEF - Integrated DEFinition), методов управления и повышения качества (ISO серии 9000, TQM-Total Quality Management и т.д.).

Литература.
1. Райт П., Камминг А. Полиуретановые эластомеры. Л., Химия, 1973. - 304 с., ил.

Главный технический специалист
ООО "ЭрДжиСи-трейд"
Г. А. Смирнов

Фото и материалы предоставлены ООО "ЭрДжиСи-трейд"