เครื่องขจัดคราบยางซีลสำหรับระบบไฮดรอลิก

By ไมค์ เฉินผู้อำนวยการฝ่ายผลิต | ประสบการณ์ 12 ปีขึ้นไปในอุตสาหกรรมการผลิตยาง |ลิงก์อิน

ประเด็นสำคัญ

• ซีลของระบบไฮดรอลิกจำเป็นต้องกำจัดส่วนเกินออกให้เหลือไม่เกิน 0.1 มิลลิเมตร เนื่องจากส่วนเกินที่เหลืออยู่จะทำให้เกิดการรั่วไหลภายในและทำให้ซีลชำรุดก่อนกำหนดในวงจรแรงดันสูง
• การตัดแต่งขอบด้วยเครื่องจักรกลช่วยให้สามารถตัดแต่งขอบโอริงและซีลปัดน้ำฝนมาตรฐานได้ภายใน 20-40 วินาทีต่อรอบ ซึ่งเร็วกว่าการตัดแต่งด้วยมือถึง 40-50 เท่า
• การกำจัดเศษวัสดุด้วยความเย็นจัดที่อุณหภูมิ -100°C ถึง -130°C เหมาะสำหรับซีลไฮดรอลิกซิลิโคนและ FKM ที่มีเศษวัสดุบางไม่เกิน 0.3 มม. และทนต่อการเสียดสีทางกล
• เครื่องขจัดครีบเชิงกล XCJ-G600 สามารถประมวลผลซีลไฮดรอลิกได้ครั้งละ 15 กิโลกรัม ซึ่งเพียงพอสำหรับการผลิตโอริงมากกว่า 3,000 ชิ้นต่อกะในปริมาณการผลิตมาตรฐาน

ความน่าเชื่อถือของระบบไฮดรอลิกขึ้นอยู่กับความสมบูรณ์ของซีล ซีลที่กำจัดส่วนเกินออกไม่หมดอาจทำให้แรงดันลดลง ของเหลวปนเปื้อน และชิ้นส่วนเสียหายได้ ดังนั้น การกำจัดส่วนเกินของซีลยางจึงเป็นขั้นตอนสำคัญในการผลิตชิ้นส่วนไฮดรอลิก การเลือกวิธีการกำจัดส่วนเกินและรูปแบบการทำงานของเครื่องจักรส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของซีลในภาคสนาม

เนื่องจากซีลไฮดรอลิกที่มีเศษโลหะส่วนเกินขนาด 0.15 มม. หลงเหลืออยู่บนขอบซีล สามารถลดอายุการใช้งานลงได้ถึง 40% เมื่อเทียบกับซีลที่ผ่านการกำจัดเศษโลหะส่วนเกินอย่างถูกต้อง ดังนั้นการกำจัดเศษโลหะส่วนเกินจึงเป็นขั้นตอนที่ไม่สามารถละเลยได้ในกระบวนการผลิตซีล

บทความนี้จะกล่าวถึงเหตุผลที่ซีลไฮดรอลิกต้องการมาตรฐานการกำจัดเศษวัสดุที่แตกต่างจากชิ้นส่วนยางทั่วไป วิธีที่เครื่องกำจัดเศษวัสดุแบบกลไกและแบบไครโอเจนิกสามารถตอบสนองความต้องการเหล่านี้ และวิธีการเลือกกระบวนการกำจัดเศษวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการผลิตซีลของคุณ

เหตุใดซีลไฮดรอลิกจึงต้องการการขัดแต่งขอบอย่างแม่นยำเพื่อให้ระบบทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือ

ขอบซีลเป็นพื้นผิวที่สำคัญที่สุดของซีลไฮดรอลิกทุกชนิด หากขอบนี้มีเศษวัสดุเหลือจากการหล่อ ซีลอาจเสียหายได้ภายใน 500 รอบการทำงานแรก ซีลไฮดรอลิกทำงานโดยการรักษาความพอดีที่ควบคุมได้ระหว่างชิ้นส่วนที่อยู่กับที่และชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ เศษวัสดุเหลือจากการหล่อบนพื้นผิวซีลจะรบกวนความพอดีนี้ ทำให้เกิดช่องทางการรั่วไหลที่เลี่ยงซีลไปโดยสิ้นเชิง

สำหรับงานไฮดรอลิกแรงดันสูงที่เกิน 200 บาร์ มาตรฐาน ISO 6195 สำหรับซีลปัดน้ำฝน และ ISO 3601 สำหรับโอริง ต่างก็ระบุขีดจำกัดสูงสุดสำหรับข้อบกพร่องบนพื้นผิว โดยทั่วไปแล้ว เศษวัสดุที่เหลือจากการผลิตที่มีความหนาเกิน 0.1 มม. บนพื้นผิวซีล ถือว่าไม่เป็นไปตามมาตรฐานสำหรับงานไฮดรอลิก นี่เป็นมาตรฐานที่เข้มงวดกว่าสำหรับซีลแบบคงที่หรือชิ้นส่วนยางที่ไม่ใช่ซีล

จากประสบการณ์การผลิตของเราในการทดสอบซีลมากกว่า 500 ชุดจากผู้ผลิตอุปกรณ์ไฮดรอลิกต่างๆ เราพบว่าซีลที่ผ่านการตัดแต่งขอบอย่างถูกต้องนั้นมีอัตราการรั่วซึมลดลงประมาณ 85% เมื่อเทียบกับซีลที่ตัดแต่งด้วยมือในการทดสอบวงจร 200 บาร์ ข้อมูลนี้ได้มาจากการทดสอบการยอมรับจากโรงงานซึ่งดำเนินการตามโปรโตคอลการทดสอบ ISO 10766 สำหรับซีลไฮดรอลิกแบบลูกสูบ

ประเภทของซีลไฮดรอลิกที่ผ่านกระบวนการโดยเครื่องกำจัดเศษยาง

รูปทรงของซีลไฮดรอลิกที่แตกต่างกันทำให้เกิดความท้าทายในการขจัดครีบที่ไม่เหมือนกัน ตารางด้านล่างสรุปประเภทของซีลไฮดรอลิกทั่วไปและข้อกำหนดในการขจัดครีบของแต่ละประเภท

ISO 1629 กำหนดระบบการตั้งชื่อยางสำหรับการระบุวัสดุ ISO 3601-1 กำหนดขนาดและความคลาดเคลื่อนของโอริงที่เกี่ยวข้องกับมาตรฐานคุณภาพการขจัดครีบ

เครื่องขจัดครีบเชิงกลสำหรับซีลยางไฮดรอลิก

การล้างเศษวัสดุด้วยกลไกการตัดแต่งขอบด้วยเครื่องจักรเป็นวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับการผลิตซีลไฮดรอลิกปริมาณมาก เนื่องจากให้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอในต้นทุนต่อชิ้นที่ต่ำ เครื่องตัดแต่งขอบด้วยเครื่องจักร XCJ-G600 สามารถประมวลผลโอริงและซีลได้ครั้งละ 15 กิโลกรัมต่อรอบ โดยแต่ละซีลจะถูกตัดแต่งเสร็จภายใน 20-40 วินาที เครื่องจักรหนึ่งเครื่องสามารถทดแทนคนงานตัดแต่งขอบด้วยมือได้ 40-50 คนในแง่ของผลผลิตต่อวัน

เครื่องจักรนี้ใช้หลักการกำจัดเศษวัสดุด้วยอากาศพลศาสตร์: ซีลจะหมุนอยู่ภายในดรัมหมุนขนาด 600 มม. ในขณะที่วัสดุขัดถูความเร็วสูงจะขจัดเศษวัสดุออกจากพื้นผิวชิ้นส่วน มอเตอร์ขนาด 7.5 กิโลวัตต์และระบบควบคุมอินเวอร์เตอร์ช่วยรักษาความเร็วของดรัมให้คงที่ในทุกรอบการผลิตที่มีน้ำหนักตั้งแต่ 5 กก. ถึง 15 กก. กลไกการป้อนและปล่อยชิ้นงานอัตโนมัติช่วยให้สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องโดยมีการกำกับดูแลจากผู้ปฏิบัติงานน้อยที่สุด

สำหรับซีลไฮดรอลิกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกระหว่าง 3 มม. ถึง 100 มม. เครื่อง XCJ-G600 สามารถประมวลผลได้ทุกขนาดโดยไม่ต้องเปลี่ยนเครื่องมือ ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับผู้ผลิตที่ผลิตซีลขนาดต่างๆ สำหรับระบบไฮดรอลิกที่มีข้อกำหนดแตกต่างกัน พารามิเตอร์ที่ปรับได้ของเครื่องช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถปรับเวลาการทำงานและระดับความรุนแรงของสารหล่อลื่นให้เหมาะสมกับวัสดุซีลแต่ละชนิดได้

การขจัดเศษวัสดุจากการซีลด้วยความเย็นจัดสำหรับชิ้นส่วนไฮดรอลิกที่มีความแม่นยำสูง

การกำจัดส่วนเกินด้วยความเย็นจัด (Cryogenic deflashing) กลายเป็นสิ่งจำเป็นเมื่อซีลไฮดรอลิกต้องการกำจัดส่วนเกินที่มีความหนาน้อยกว่า 0.1 มม. บนพื้นผิวการซีล กระบวนการนี้ใช้ไนโตรเจนเหลวที่อุณหภูมิ -100°C ถึง -130°C เพื่อทำให้ส่วนเกินบางๆ นั้นเปราะบางลงอย่างเลือกสรร ในขณะที่ยังคงรักษาความยืดหยุ่นของตัวซีลไว้ จากนั้นจึงใช้เม็ดทรายในการพ่นเพื่อทำให้ส่วนเกินที่เปราะบางนั้นแตกหัก โดยไม่ทำให้เกิดแรงกดทางกลต่อวัสดุพื้นฐาน

เนื่องจากซีลไฮดรอลิกที่ทำจาก FKM (ฟลูออโรอีลาสโตเมอร์) และยางซิลิโคนได้รับการระบุให้ใช้งานมากขึ้นในงานที่ทนต่ออุณหภูมิสูงและสารเคมี และเนื่องจากวัสดุเหล่านี้มีความแข็งแรงต่อการฉีกขาดต่ำกว่า NBR หรือ PU ดังนั้นกระบวนการแช่แข็งจึงช่วยป้องกันการฉีกขาดของพื้นผิวในระหว่างการกำจัดเศษวัสดุ นอกจากนี้ วิธีการแช่แข็งยังทำให้พื้นผิวของขอบซีลเรียบเนียนขึ้น ซึ่งช่วยลดแรงเสียดทานในช่วงเริ่มต้นของการใช้งานกระบอกไฮดรอลิก

ข้อเสียหลักของการกำจัดเศษโลหะด้วยความเย็นจัดคือต้นทุน การใช้ไนโตรเจนเหลว 20-50 กิโลกรัมต่อรอบจะเพิ่มต้นทุนการประมวลผล 5-15 ดอลลาร์ต่อรอบ สำหรับโอริงและซีลลูกสูบยูรีเทนมาตรฐาน การกำจัดเศษโลหะด้วยวิธีทางกลมักจะเพียงพอ แต่สำหรับการใช้งานซีลที่สำคัญซึ่งกำหนดให้ไม่มีเศษโลหะตกค้าง การกำจัดเศษโลหะด้วยความเย็นจัดนั้นคุ้มค่ากับต้นทุนที่เพิ่มขึ้นเพื่อลดของเสียและการแก้ไขงานซ้ำ

การเปรียบเทียบ: การกำจัดเศษวัสดุออกจากซีลไฮดรอลิกด้วยวิธีเชิงกลและวิธีเชิงความเย็น

ต้นทุนโดยประมาณอ้างอิงจากพารามิเตอร์การผลิตมาตรฐานสำหรับการกำจัดเศษวัสดุส่วนเกินออกจากซีลไฮดรอลิก ต้นทุนจริงจะแตกต่างกันไปตามรูปทรงของซีล ส่วนประกอบของวัสดุ และราคาไนโตรเจนเหลวในท้องถิ่น

ข้อบกพร่องจากการเชื่อมที่ไม่เรียบร้อยที่พบได้ทั่วไปในซีลไฮดรอลิก และวิธีที่เครื่องกำจัดเศษวัสดุที่ไม่เรียบร้อยแก้ไขปัญหาเหล่านั้น

ข้อบกพร่องในการขึ้นรูปในกระบวนการผลิตซีลไฮดรอลิกทำให้เกิดเศษวัสดุส่วนเกินหลายประเภท ซึ่งจำเป็นต้องกำจัดออกก่อนที่ซีลจะสามารถทำงานได้อย่างถูกต้องในวงจรไฮดรอลิก

การจำแนกประเภทข้อบกพร่องของแฟลชโดยอิงจากการสังเกตทั่วไปในการขึ้นรูปด้วยการอัดและการฉีดขึ้นรูปของซีลไฮดรอลิก

การบูรณาการเครื่องขจัดเศษยางซีลเข้ากับสายการผลิตชิ้นส่วนไฮดรอลิก

A เครื่องขจัดเศษยางซีลสามารถบูรณาการเข้ากับสายการผลิตซีลไฮดรอลิกที่มีอยู่เดิมได้โดยมีการปรับเปลี่ยนโครงสร้างน้อยที่สุด เครื่องขจัดครีบเชิงกล XCJ-G600 มีขนาด 1750 มม. (ยาว) x 1000 มม. (กว้าง) x 1000 มม. (สูง) และหนัก 650 กก. โดยใช้พื้นที่ประมาณ 2 ตารางเมตร กลไกการป้อนและปล่อยอัตโนมัติช่วยให้สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับอุปกรณ์ขึ้นรูปต้นทางและสถานีตรวจสอบปลายทางได้

สำหรับสายการผลิตที่ประมวลผลซีลมากกว่า 10,000 ชิ้นต่อวัน การวางเครื่องกำจัดเศษวัสดุส่วนเกินไว้ทันทีหลังเครื่องอัดขึ้นรูปและสถานีระบายความร้อน จะช่วยให้ซีลอยู่ในอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการแปรรูป ซีลควรเข้าเครื่องกำจัดเศษวัสดุส่วนเกินภายใน 30 นาทีหลังจากถอดออกจากแม่พิมพ์ ก่อนที่การหดตัวหลังการอบจะทำให้ขนาดของซีลเปลี่ยนแปลงไป ช่วงเวลาดังกล่าวมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับซีลไฮดรอลิก NBR และ FKM ที่ผ่านกระบวนการวัลคาไนซ์ครั้งที่สอง

ตามมาตรฐานการป้องกันเครื่องจักร OSHA 1910.212 เครื่องลอกครีบควรติดตั้งแผงเข้าถึงที่เชื่อมต่อกันและปุ่มหยุดฉุกเฉิน เซ็นเซอร์ขอบมีดและเซ็นเซอร์ลูกกลิ้งป้อนในตัวเครื่องช่วยเพิ่มความปลอดภัยให้กับผู้ปฏิบัติงานในระหว่างการโหลดและขนถ่าย

วิธีการเลือกเครื่องขจัดคราบยางซีลสำหรับงานไฮดรอลิก

การเลือกอุปกรณ์ขจัดครีบที่เหมาะสมสำหรับการผลิตซีลไฮดรอลิกนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยสี่ประการ ได้แก่ วัสดุของซีล ปริมาณการผลิต ความแม่นยำที่ต้องการ และข้อจำกัดด้านงบประมาณ

เลือกใช้การกำจัดเศษวัสดุด้วยวิธีเชิงกลเมื่อผลิตซีล NBR, EPDM หรือ PU ในปริมาณมากกว่า 5,000 ชิ้นต่อกะ เครื่อง XCJ-G600 มีเวลาในการผลิตซีลแต่ละชิ้น 20-40 วินาที และระบบการประมวลผลแบบอัตโนมัติ ทำให้เหมาะสำหรับโอริงมาตรฐาน ซีลปัดน้ำฝน และซีลลูกสูบที่มีความหนาเกิน 0.2 มม. ต้นทุนต่อชิ้นที่ต่ำกว่า ($0.003-0.008) เป็นข้อได้เปรียบสำหรับการผลิตซีลสินค้าโภคภัณฑ์ที่คำนึงถึงราคาเป็นหลัก

เลือกใช้การล้างด้วยความเย็นจัดเมื่อผลิตซีล FKM ซิลิโคน หรือ HNBR ที่มีครีบส่วนเกินต่ำกว่า 0.3 มม. วัสดุเหล่านี้ตอบสนองต่อการเสียดสีทางกลได้ไม่ดี เนื่องจากความยืดหยุ่นของวัสดุทำให้ครีบส่วนเกินบางๆ นั้นงอแทนที่จะแตกหัก การแปรรูปด้วยความเย็นจัดที่อุณหภูมิ -100°C ถึง -130°C จะทำให้ครีบส่วนเกินเปราะบางลง ทำให้สามารถกำจัดออกได้อย่างสะอาดหมดจด ในขณะที่ยังคงรักษาความสมบูรณ์ของตัวซีลไว้ ต้นทุนต่อชิ้นที่สูงขึ้น ($0.015-0.035) นั้นคุ้มค่าเนื่องจากอัตราการปฏิเสธที่ลดลง โดยทั่วไปจะช่วยประหยัดต้นทุนการผลิตโดยรวมได้ 10-15% เมื่ออัตราข้อบกพร่องเริ่มต้นเกิน 8%

เลือกการประมวลผลแบบลำดับเมื่อกระบวนการผลิตรวมถึงซีลที่มีรูปทรงของเศษโลหะส่วนเกินผสมกัน การกำจัดเศษโลหะส่วนเกินด้วยวิธีทางกลจะช่วยขจัดเศษโลหะส่วนเกินจำนวนมากออกไป ตามด้วยกระบวนการแช่แข็งเพื่อสร้างพื้นผิวที่แม่นยำ วิธีนี้เป็นที่นิยมใช้ในชุดซีลกระบอกไฮดรอลิกที่ประกอบด้วยทั้งโอริงมาตรฐานและซีลแกนที่แม่นยำในล็อตการผลิตเดียวกัน

สรุป: การปรับความแม่นยำในการขจัดคราบให้ตรงกับข้อกำหนดของระบบไฮดรอลิก

ซีลระบบไฮดรอลิกต้องการมาตรฐานการขจัดเศษวัสดุที่สูงกว่าชิ้นส่วนยางทั่วไป เนื่องจากข้อบกพร่องบนพื้นผิวซีลส่งผลโดยตรงต่อการรักษาแรงดันในระบบและอายุการใช้งานของชิ้นส่วน เครื่องขจัดเศษวัสดุซีลยางที่สามารถขจัดเศษวัสดุจากแม่พิมพ์ได้ภายใน 0.1 มม. บนพื้นผิวซีล เป็นข้อกำหนดขั้นต่ำสำหรับงานไฮดรอลิกที่มีแรงดันสูงกว่า 100 บาร์

การกำจัดเศษวัสดุด้วยวิธีเชิงกลให้ต้นทุนต่ำที่สุดสำหรับการผลิตซีลไฮดรอลิก NBR และ PU มาตรฐานในปริมาณมาก การกำจัดเศษวัสดุด้วยความเย็นจัดให้ความแม่นยำที่จำเป็นสำหรับซีล FKM และซิลิโคนในสภาพแวดล้อมไฮดรอลิกที่ต้องการความแม่นยำสูง ผู้ผลิตที่ผลิตซีลสำหรับงานไฮดรอลิกหลายประเภทจะได้รับประโยชน์จากการประเมินเทคโนโลยีทั้งสองแบบเทียบกับกลุ่มผลิตภัณฑ์ซีลเฉพาะของตน