Ontbraammachine voor rubberen afdichtingen in hydraulische systemen

By Mike Chen, Productiedirecteur | Meer dan 12 jaar ervaring in de rubberindustrie |LinkedIn

Belangrijkste conclusies

• Bij afdichtingen van hydraulische systemen moet de overtollige kit tot op 0,1 mm nauwkeurig worden verwijderd, omdat achtergebleven kitresten interne lekkage en voortijdige afdichtingsfalen in hogedrukcircuits veroorzaken.
• Mechanisch ontbramen levert cyclustijden van 20-40 seconden per afdichting op voor standaard O-ringen en wisserafdichtingen, waardoor het 40-50 keer sneller is dan handmatig trimmen.
• Cryogene ontbraming bij -100°C tot -130°C wordt aanbevolen voor siliconen en FKM hydraulische afdichtingen met een dunne braamlaag van minder dan 0,3 mm die bestand is tegen mechanische slijtage.
• De XCJ-G600 mechanische ontbraammachine verwerkt batches van 15 kg hydraulische afdichtingen per cyclus, genoeg voor meer dan 3.000 O-ringen per ploegendienst bij standaard productievolumes.

De betrouwbaarheid van een hydraulisch systeem hangt af van de integriteit van de afdichtingen. Een enkele afdichting waarvan de braam niet volledig is verwijderd, kan leiden tot drukverlies, vloeistofverontreiniging en defecten aan onderdelen. Daarom is het verwijderen van braam van rubberen afdichtingen een cruciale stap in de productie van hydraulische componenten. De keuze van de ontbraammethode en de machineconfiguratie heeft direct invloed op de prestaties van de afdichting in de praktijk.

Omdat een hydraulische afdichting met een braamrest van 0,15 mm op de afdichtingslip de levensduur met wel 40% kan verkorten in vergelijking met een correct ontbraamde afdichting, is het verwijderen van bramen een onmisbare stap in de productie van afdichtingen.

Dit artikel behandelt waarom hydraulische afdichtingen andere ontbraamnormen vereisen dan algemene rubberen onderdelen, hoe mechanische en cryogene ontbraammachines aan deze eisen voldoen en hoe u het juiste ontbraamproces voor uw afdichtingsproductie kunt kiezen.

Waarom nauwkeurige ontbraming van hydraulische afdichtingen essentieel is voor betrouwbare systeemprestaties

De afdichtingslip is het meest kritische oppervlak van elke hydraulische afdichting. Als er braamresten op deze rand zitten, kan de afdichting al binnen de eerste 500 bedrijfscycli defect raken. Hydraulische afdichtingen werken door een gecontroleerde wrijvingspassing te handhaven tussen stationaire en bewegende componenten. Braamresten op het afdichtingsoppervlak verstoren deze passing, waardoor er voorkeurslekken ontstaan ​​die de afdichting volledig omzeilen.

Voor hydraulische toepassingen onder hoge druk van meer dan 200 bar specificeren de ISO 6195-norm voor wisserafdichtingen en de ISO 3601-norm voor O-ringen beide bovengrenzen voor oppervlaktedefecten. Een braamrest van meer dan 0,1 mm op een afdichtingsoppervlak wordt over het algemeen beschouwd als een afwijking voor hydraulische toepassingen. Dit is een strengere norm dan voor statische afdichtingen of niet-afdichtende rubbercomponenten.

Uit onze productie-ervaring met het testen van meer dan 500 batches afdichtingen van verschillende fabrikanten van hydraulische apparatuur, is gebleken dat correct ontbraamde afdichtingen een lekreductie van ongeveer 85% laten zien in vergelijking met handmatig bijgesneden afdichtingen bij een druk van 200 bar. Deze gegevens zijn afkomstig van fabriekstests die zijn uitgevoerd volgens de ISO 10766-testprotocollen voor heen-en-weer bewegende hydraulische afdichtingen.

Hydraulische afdichtingstypen verwerkt door rubberontbraammachines

Verschillende geometrieën van hydraulische afdichtingen brengen unieke uitdagingen met zich mee op het gebied van ontbramen. De onderstaande tabel geeft een overzicht van veelvoorkomende typen hydraulische afdichtingen en de bijbehorende ontbraamvereisten.

ISO 1629 stelt de rubbernomenclatuur vast voor materiaalidentificatie. ISO 3601-1 definieert de afmetingen en toleranties van O-ringen die relevant zijn voor kwaliteitsnormen voor het verwijderen van bramen.

Mechanische ontbraammachine voor hydraulische rubberen afdichtingen

Mechanische ontbraamDit is de meest gebruikte methode voor de grootschalige productie van hydraulische afdichtingen, omdat het consistente resultaten levert tegen lage kosten per onderdeel. De XCJ-G600 mechanische ontbraammachine verwerkt batches van 15 kg O-ringen en afdichtingen per cyclus, waarbij elke afdichting in 20-40 seconden wordt bijgesneden. Eén machine kan qua dagelijkse productie 40-50 handmatige ontbraamwerkers vervangen.

De machine maakt gebruik van een aerodynamisch ontbraamprincipe: afdichtingen tuimelen in een roterende trommel van 600 mm, terwijl hogesnelheidsmedia het braammateriaal van de oppervlakken van de onderdelen verwijderen. De 7,5 kW motor en het frequentieomvormersysteem zorgen voor een constante trommelsnelheid bij batchbelastingen van 5 kg tot 15 kg. Het automatische aanvoer- en afvoermechanisme maakt continu gebruik mogelijk met minimale bediening.

Voor hydraulische afdichtingen met een buitendiameter tussen 3 mm en 100 mm kan de XCJ-G600 het volledige maatbereik verwerken zonder gereedschapswisselingen. Dit is met name waardevol voor fabrikanten die afdichtingen in verschillende maten produceren voor uiteenlopende specificaties van hydraulische systemen. De instelbare parameters van de machine stellen operators in staat de cyclustijd en de agressiviteit van het medium voor elk afdichtingsmateriaal te optimaliseren.

Cryogene ontbraming van afdichtingen voor precisie-hydraulische componenten

Cryogene ontbraming is noodzakelijk wanneer bij hydraulische afdichtingen braamvorming van minder dan 0,1 mm op de afdichtingsoppervlakken moet worden verwijderd. Bij dit proces wordt vloeibare stikstof van -100°C tot -130°C gebruikt om de dunne braam selectief bros te maken, terwijl de flexibiliteit van het afdichtingslichaam behouden blijft. Vervolgens wordt de broze braam door middel van straalmiddel gebroken zonder mechanische belasting van het basismateriaal.

Omdat hydraulische afdichtingen van FKM (fluoroelastomeer) en siliconenrubber steeds vaker worden toegepast bij hoge temperaturen en in chemisch bestendige omgevingen, en omdat deze materialen een lagere scheursterkte hebben dan NBR of PU, helpt cryogene verwerking scheuren in het oppervlak tijdens het ontbramen te voorkomen. De cryogene methode zorgt bovendien voor een gladder oppervlak van de afdichtingslip, waardoor de wrijving tijdens de eerste inloopperiode van de hydraulische cilinder afneemt.

Het grootste nadeel van cryogeen ontbramen zijn de kosten. Het verbruik van 20-50 kg vloeibare stikstof per batch verhoogt de verwerkingskosten per cyclus met $5-15. Voor standaard O-ringen en urethaan zuigerafdichtingen is mechanisch ontbramen doorgaans voldoende. Voor kritische afdichtingstoepassingen waarbij een nultolerantie voor bramen is vereist, is cryogeen ontbramen de extra kosten waard om afval en herstelwerkzaamheden te voorkomen.

Vergelijking: Mechanische versus cryogene ontbraammethode voor hydraulische afdichtingen

Kostenramingen gebaseerd op standaard productieparameters voor het ontbramen van hydraulische afdichtingen. De werkelijke kosten variëren afhankelijk van de afdichtingsgeometrie, de materiaalsamenstelling en de lokale prijs van vloeibare stikstof.

Veelvoorkomende braamvormingsdefecten op hydraulische afdichtingen en hoe ontbraammachines deze verhelpen.

Vormfouten bij de productie van hydraulische afdichtingen veroorzaken verschillende soorten bramen die verwijderd moeten worden voordat de afdichting correct kan functioneren in een hydraulisch circuit.

Categorisatie van flashdefecten op basis van veelvoorkomende waarnemingen bij compressie- en spuitgieten van hydraulische afdichtingen.

Integratie van een machine voor het ontbramen van rubberen afdichtingen in productielijnen voor hydraulische componenten.

A ontbraammachine voor rubberen afdichtingenDe XCJ-G600 mechanische ontbraammachine kan met minimale aanpassingen worden geïntegreerd in een bestaande productielijn voor hydraulische afdichtingen. De machine heeft afmetingen van 1750 mm (L) x 1000 mm (B) x 1000 mm (H) en weegt 650 kg, waardoor circa 2 vierkante meter vloeroppervlak nodig is. De automatische aanvoer- en afvoermechanismen maken een directe aansluiting op de voorliggende vormapparatuur en de daaropvolgende inspectiestations mogelijk.

Voor productielijnen die meer dan 10.000 afdichtingen per dag verwerken, zorgt het plaatsen van de ontbraammachine direct na de vormpers en het koelstation ervoor dat de afdichtingen op hun meest optimale verwerkingstemperatuur worden gebracht. Afdichtingen moeten idealiter binnen 30 minuten na het ontvormen in de ontbraammachine worden geplaatst, voordat krimp na het uitharden hun afmetingen verandert. Dit tijdsvenster is vooral belangrijk voor hydraulische afdichtingen van NBR en FKM die een secundaire vulkanisatie ondergaan.

Volgens de OSHA-norm 1910.212 voor machinebeveiliging moet de ontbraammachine zijn uitgerust met vergrendelde toegangspanelen en noodstopbediening. De ingebouwde mesrandsensoren en invoerrolsensoren van de machine bieden extra bescherming voor de operator tijdens het laden en lossen.

Hoe selecteer je een machine voor het ontbramen van rubberen afdichtingen voor hydraulische toepassingen?

De keuze voor de juiste ontbraamapparatuur voor de productie van hydraulische afdichtingen hangt af van vier factoren: het afdichtingsmateriaal, het productievolume, de precisie-eisen en de budgettaire beperkingen.

Kies voor mechanische ontbraamBij de productie van NBR-, EPDM- of PU-afdichtingen in volumes van meer dan 5.000 stuks per ploegendienst is de XCJ-G600 geschikt. De cyclustijd van 20-40 seconden per afdichting en de automatische batchverwerking maken hem geschikt voor standaard O-ringen, wisserafdichtingen en zuigerafdichtingen met een braam van meer dan 0,2 mm. De lagere kosten per onderdeel ($0,003-0,008) zijn een voordeel voor de prijsgevoelige productie van standaardafdichtingen.

Kies voor cryogene ontbraamtechniekBij de productie van FKM-, siliconen- of HNBR-afdichtingen met een braam van minder dan 0,3 mm zijn deze materialen slecht bestand tegen mechanische slijtage, omdat hun flexibiliteit ervoor zorgt dat de dunne braam buigt in plaats van breekt. Cryogene verwerking bij -100 °C tot -130 °C maakt de braam broos, waardoor deze gemakkelijk kan worden verwijderd, terwijl de integriteit van de afdichting behouden blijft. De hogere kosten per onderdeel (0,015-0,035 dollar) worden gerechtvaardigd door lagere afkeuringspercentages, wat doorgaans een besparing van 10-15% op de totale productiekosten oplevert wanneer het initiële defectpercentage hoger is dan 8%.

Kies voor sequentiële verwerking.Wanneer de productie afdichtingen met gemengde braamprofielen omvat, wordt een mechanische ontbraamstap uitgevoerd om de meeste braam te verwijderen, gevolgd door een cryogene behandeling voor nauwkeurige oppervlakken. Deze aanpak is gebruikelijk bij afdichtingssets voor hydraulische cilinders die zowel standaard O-ringen als precisiestangafdichtingen in dezelfde productiebatch bevatten.

Conclusie: De nauwkeurigheid van het ontbramen afstemmen op de eisen van het hydraulische systeem.

Afdichtingen in hydraulische systemen vereisen ontbraamnormen die hoger liggen dan die voor algemene rubberen onderdelen, omdat defecten aan het afdichtingsoppervlak direct van invloed zijn op de drukbestendigheid van het systeem en de levensduur van het onderdeel. Een ontbraammachine voor rubberen afdichtingen die braamresten tot op 0,1 mm nauwkeurig verwijdert op de afdichtingsoppervlakken is de minimale vereiste voor hydraulische toepassingen boven de 100 bar.

Mechanisch ontbramen biedt de laagste kosten voor grootschalige productie van standaard NBR- en PU-hydraulische afdichtingen. Cryogeen ontbramen zorgt voor de precisie die nodig is voor FKM- en siliconenafdichtingen in veeleisende hydraulische omgevingen. Fabrikanten die afdichtingen produceren voor diverse hydraulische toepassingen, profiteren ervan beide technologieën te evalueren in relatie tot hun specifieke afdichtingsportfolio.