A vedação no pistão de um cilindro hidráulico influencia significativamente seu desempenho. A vedação deficiente pode afetar a funcionalidade e a vida útil do pistão.
Em casos graves, também pode afetar o uso geral e a longevidade do cilindro hidráulico. Portanto, a vedação dos pistões dos cilindros hidráulicos deve receber a devida atenção.
A vedação, normalmente instalada no pistão, serve principalmente para vedar a folga entre o pistão e o cilindro, evitando vazamento de óleo hidráulico. Os requisitos básicos para o dispositivo de vedação incluem excelente desempenho de vedação que melhora com o aumento da pressão.
Além disso, deve ter baixa resistência ao atrito, resistência ao óleo, resistência à corrosão, resistência ao desgaste, longa vida útil e ser fácil de fabricar e desmontar.
Os cilindros hidráulicos usam principalmente anéis de vedação para vedação. Os anéis de vedação comumente usados incluem os tipos em forma de O, em forma de V, em forma de Y e compostos. Os materiais usados para essas vedações são borracha resistente a óleo, náilon e poliuretano.
1. Anel de vedação
O O-ring é usado principalmente para vedação estática. É convenientemente instalado e econômico, capaz de operar em uma faixa de temperatura de -40 a 120°C. No entanto, em comparação com vedações de lábio, apresenta maior resistência ao movimento e é propensa a torcer durante a vedação dinâmica. Portanto, geralmente não é usado de forma independente para vedação dinâmica de cilindros hidráulicos, mas combinado com outros componentes de vedação.
Durante a instalação de qualquer vedação, deve ser garantida uma quantidade adequada de pré-compressão. Se for muito pequeno, não poderá selar; se for muito grande, o atrito aumenta e é mais provável que seja danificado. Consequentemente, o tamanho da ranhura e a precisão da superfície para instalação da vedação devem ser rigorosamente salvaguardados de acordo com os dados fornecidos nos manuais relevantes.
Na vedação dinâmica, quando a pressão excede 10 MPa, o O-ring pode ser espremido na abertura e danificado. Para evitar isso, um anel de apoio feito de politetrafluoretileno (PTFE) ou náilon, com espessura de 1,25-2,5 mm, deve ser colocado no lado de baixa pressão do O-ring.
Se estiver sujeito a alta pressão em ambas as direções, anéis de apoio deverão ser adicionados em ambos os lados. A estrutura é representada no diagrama a seguir.
2. Vedações em forma de V
A seção transversal de um anel em V, também conhecido como vedação em forma de V, é em forma de V, conforme mostrado no diagrama abaixo.
O conjunto de vedação em forma de V consiste em um anel de compressão, um anel em V e um anel de suporte. Quando a pressão operacional excede 10MPa, o número de anéis em V pode ser aumentado para aumentar a eficiência da vedação. Durante a instalação, a abertura do anel em V deve ficar voltada para o lado com maior pressão.
As vedações em forma de V apresentam excelente desempenho de vedação, resistência a alta pressão e longa vida útil. Ao ajustar a força de fixação, podem ser alcançados efeitos de vedação ideais.
No entanto, as vedações em forma de V têm resistência ao atrito relativamente alta e grandes dimensões estruturais, e são usadas principalmente para vedação de movimento alternativo de hastes de pistão. Eles são adequados para operação em condições com pressão de trabalho de p>50MPa e temperaturas variando de -40 a 80°C.
3. Anéis de vedação em forma de Y
Os anéis em forma de Y (YX), também conhecidos como anéis em Y, têm uma seção transversal em forma de Y e são categorizados como vedações do tipo lábio. Essas vedações são conhecidas por suas excelentes propriedades de vedação, estabilidade, resistência à pressão, baixo atrito e longa vida útil, tornando-as amplamente utilizadas. Os anéis em Y são usados principalmente para vedações de movimento alternativo.
Dependendo da relação entre comprimento e largura na seção transversal, os anéis em Y podem ser classificados em duas formas: seção transversal larga e seção transversal estreita. A figura abaixo ilustra um anel de vedação em forma de Y de seção transversal larga.
A função de vedação do anel em Y depende do contato íntimo de sua borda com a superfície de acoplamento e gera uma pressão de contato significativa sob a influência do óleo hidráulico para atingir o objetivo de vedação. À medida que a pressão hidráulica aumenta, a borda do lábio adere mais firmemente à superfície do acoplamento, a pressão de contato é maior e o desempenho de vedação é melhor.
Ao instalar o anel em Y, a superfície da extremidade da boca do lábio deve ficar voltada para o lado com alta pressão hidráulica. Quando a pressão muda significativamente ou a velocidade de deslizamento é alta, um anel de suporte deve ser utilizado para fixar o anel de vedação, conforme mostrado na figura abaixo.
Os anéis em Y de seção transversal larga são normalmente adequados para aplicações onde a pressão de trabalho é inferior a 20 MPa, enquanto os anéis em Y de seção transversal estreita são geralmente apropriados para operações sob uma pressão de trabalho inferior a 32 MPa.
4. Seleção de vedações de pistão de cilindro hidráulico
Normalmente, as vedações do tipo Y são selecionadas para pistões de cilindros hidráulicos. Se o cilindro operar em alta velocidade e sob pressão média a alta, um anel Glyd deverá ser escolhido – esta é uma combinação de um anel de borracha e um anel de PTFE.
Para cilindros de alta pressão operando em velocidades mais lentas, onde o vazamento interno precisa ser estritamente controlado e a retenção de pressão é necessária, as vedações combinadas do tipo V podem ser selecionadas.
Se forem necessárias alta velocidade e alta pressão, juntamente com a retenção de pressão, será necessário um projeto de vedação personalizado – o plano específico deve ser determinado com base nas circunstâncias específicas. Para cilindros de baixa pressão que exigem retenção de pressão, deve-se selecionar material de borracha.
