Úvod do úprav povrchů těsněných ploch

Trelleborg

Úvod do úprav povrchů těsněných ploch

Nová bílá kniha a webový seminář dostupný v technické knihovně společnosti Trelleborg Sealing Solutions zkoumá povlaky, které nahradí šestimocný chrom (Hexavalent Chromium) jako povrchovou úpravu v hydraulických aplikacích.

Povrchové úpravy jsou v hydraulických aplikacích velmi důležité pro zachování výkonnosti a životnosti hydraulických systémů. Směrnice REACH požadovala odstranění šestimocného chromu jako povlaku a z toho důvodu je nutné prozkoumat alternativní materiály. Nicméně, vlastnosti povrchových úprav dalších povlaků se od šestimocného chromu velmi liší a vyžadují tak další experimenty.

Velká rozmanitost aplikací je způsobená charakterem hydrauliky. Od protéz končetin a leteckých podvozků až po vysokozdvižné vozíky a větrné turbíny; tyto technologické systémy by neexistovaly bez možnosti využití mechanických vlastností kapalin. Díky lepšímu porozumění fyzikálních zákonů a působících sil můžeme tyto systémy vylepšit.

“Studium způsobu interakce povrchových úprav pohybujícího se systému může pomoci optimalizovat jeho výkonnost a životnost,” říká Mandy Wilke, Senior Manager Global Technical Management. “Těsnicí prvky, hydraulické kapaliny a povrchové úpravy musí být prověřeny současně, aby bylo možné stanovit míru lubrikace (mazání) a tím i tribologické prostředí.”

Pokročilé modelování

Při použití šestimocného chromu byl pro analýzu považován za dostatečný dvourozměrný model povrchové úpravy pístu. Interakce uvnitř systému byla dobře zdokumentována a pochopena. U novějších povlaků je ovšem vyžadováno více informací. “Dle našeho názoru již nestačí dvourozměrné modelování, a tak prakticky i teoreticky testujeme přizpůsobování dvourozměrných a trojrozměrných modelů,” pokračuje Mandy.

“Povlaky jsou používány ke zlepšení třecích vlastností pístnic, k minimalizaci opotřebení a maximalizaci výkonu. Jsou v kontaktu s těsnicími prvky, které na těchto površích vykazují lepší funkci. Pro různé těsnicí prvky poskytujeme různá doporučení drsnosti povrchů. Šestimocný chrom dobře redukuje tření, ovšem jedná se o nejtoxičtější formu chromu - známý karcinogen nebezpečný při výrobním procesu.”

Alternativní povlaky

V dnešní době používají výrobci různé povlaky. Patří mezi ně i tzv. vysokorychlostní žárový nástřik (HVOF) a laserové depozitní navařování slitinami na bázi niklu nebo kobaltu. Dvourozměrné modely profilu drsnosti povrchu jsou pro tyto alternativní povlaky stále dostatečné, ovšem tekuté povlaky vytváří významně odlišné reliéfy. Kvůli těmto rozdílům se nelze spoléhat na 'obecné definice' drsnosti, takže se také zaměříme na křivku materiálového poměru profilu, snížení výšky výstupků, snížení hloubky prohlubní a na hloubku jádra profilu drsnosti, stejně tak na standardní dvourozměrné proměnné, čímž dostaneme přesnější přehled povrchu,” říká Mandy.

“Naše testování ukazuje, že znalostí trojrozměrného profilu těsnicího povrchu jsme schopni vylepšit výkon systému zejména v kombinaci s principy lubrikace, což výrazně sníží opotřebení a zvýší živostnost systému."