ダストシールリング（ダストリング）の機能・性能特性
ダスト リングは、油圧シリンダのピストン ロッド エンドに不可欠なコア シール要素です。すべての標準的な油圧シリンダ アセンブリには、ダスト シール リングを含める必要があります。ピストンロッドの後退ストローク中、ダストリングの外側リップはピストンロッドの外壁に付着した泥、塵、破片、水ミスト、金属粒子などの外部汚染物質を掻き取り、キャビティへの不純物の侵入を防ぎ、硬い粒子によるメインシールリングとガイドスリーブの傷や摩耗を防ぎます。複動式複合ダストリングは、ダストおよび補助シール機能を統合します。外側のダストリップが外部の異物を遮断し、内側の補助シールリップがピストンロッド表面に付着した余分な油膜を掻き落とし、適切な潤滑油膜厚を残し、作動油の漏れを低減し、キャビティ全体のシール信頼性を向上させます。
ダストシールは油圧システムを保護するための重要なコンポーネントです。油圧キャビティに塵埃が侵入すると、メインシールの異常摩耗や故障が加速するだけでなく、ガイドスリーブやピストンロッドの作動面も損傷します。作動油に混入した遊離不純物は、油圧ポンプや方向弁、リリーフ弁などの精密油圧部品に侵入し、バルブコアの詰まり、ポンプ内部の流量分配部品の損傷、過大な内部漏れ、異音や作動不良の原因となります。深刻な場合には、油圧コンポーネントの故障や停止に直接つながる可能性があります。認定されたダストシールは、ピストンロッド表面に少量の潤滑油膜を保持しながら、ピストンロッドの外壁から固体不純物を正確に除去することができます。この残留油膜は、シーリング リップとピストン ロッドの間に流体潤滑を提供し、リップでの乾燥摩擦損失を大幅に低減し、シーリング アセンブリ全体の耐用年数を延ばします。
ダスト シールの設計では、シャフトへの動的適応と溝内の静的シールの両方を考慮する必要があります。動的ダスト除去とシールを実現するには、外形寸法がピストン ロッドの外径と一致している必要があります。低温収縮や油圧衝撃により外輪に隙間や汚れが発生しないように、外輪の外径は取付溝に適切に適合する必要があります。
1. ダイナミックなパフォーマンス
高品質のダスト シール リップは、ストローク全体を通じてピストン ロッド表面にしっかりとフィットするように、安定した制御可能なラジアル クランプ力を維持する必要があります。この性能を達成するには、高硬度、高弾性のポリマー材料が好ましい選択です。 **Shore 94A ポリウレタン (PU)** は、高弾性率、優れた耐摩耗性、耐押出変形性、耐鉱油浸漬性、耐泥水腐食性を備えたダストシールの主流素材です。 -40℃から+100℃の範囲の周囲温度に適しており、エンジニアリング機械、射出成形機、採掘シリンダー、冶金油圧装置のほとんどの作業条件に広く適用できます。変性ポリウレタングレードは、120℃までの短期間の高温条件にも拡張できます。
2. 静的インストールのパフォーマンス
フレームレス単動ダストシールは、開いた溝を使用して組み立てられる場合、多くの場合ルーズフィット構造となり、防塵クランプ力を形成するためにシールリップとピストンロッドの間の接触のみに依存します。ダストシールの外輪と溝の内壁との間に仮締めはありません。周囲温度が低下するとゴム配合物が収縮し、ダストシールの外径が縮みます。そのため、外輪と溝壁との間に環状の隙間が生じ、外部の泥、水、塵がシリンダ内に浸入しやすくなります。製品設計段階では、低温漏れや粉塵侵入の欠陥を避けるために、外径しまりばめの最適化、ゴム配合配合の変更、断面構造の肉厚化などによる設計補正が必要となります。高圧および低温の過酷な動作条件では、溝の隙間による潜在的な危険を排除するために、外側の金属骨格を備えたダストシールが推奨されます。
II.油圧シリンダ用コンポジットシールの概要
油圧シリンダの複合シールには、O リングと不規則な形状のリップシールの積層構造が採用されることがよくあります。 O リングは、四角形、U 形、Y 形、YX 形、および非標準の不規則な形状のシールと組み合わせて、弾性予荷重ベースとして機能します。圧力下での O リングの反発により、リップ シールに半径方向の予圧が継続的に与えられ、中高圧、交互圧力、高低速往復運動などの複雑なシリンダ動作条件に適応します。これは、ヘビーデューティ油圧シリンダの主流のシールソリューションです。
1. U字シール
U 字型シールは、油圧シリンダ用の古典的なリップタイプのシャフト/ボア シールで、ピストン ロッドおよびピストン シーリング用途に適しています。低圧条件下ではリップの締りばめにより接触シールが行われるため、シール接触面積が小さくなり、初期摩擦抵抗が低くなります。媒体圧力が増加すると、油圧が U 字型リングの内腔に入り、リップを外側に押します。これにより、リップの弾性変形が増大し、圧力と同期してラジアルクランプ力が増大し、U 字型リングの側壁全体がシール面に完全に密着するまでシール接触面が拡大し続け、信頼性の高い高圧シールが実現します。
欠点: U 字型シールは、圧力だけがかかるとねじれ、転がり、位置ずれが発生しやすくなります。高圧条件下では、動きを制限するために、耐摩耗性の錫青銅製リテーニング リング/サポート リングと組み合わせる必要があります。摩擦抵抗は媒体圧力の増加とともに大幅に増加します。主に軽量農業機械用シリンダや小型クランプ用油圧シリンダなどの低圧・低速往復動シリンダに使用されます。
2. Y型シールリング
このシールは、2 つの開いたリップがシリンダ/ピストン ロッドのシール面にしっかりと密着することでシールを実現します。標準的な動作条件では、止め輪を追加せずに単独で使用できます。その包括的な利点には、優れたシール性能、動作中の低摩擦、交番圧力に対する耐性、スムーズな動作、および長寿命が含まれます。大口径、長ストローク、高速の交流圧油圧シリンダに適しており、建設機械のメイン油圧シリンダや衛生機器の油圧シリンダなどに広く使用されています。
3. YX形シールリング
YX タイプのシール リングは、高さと幅の比が 2 を超える、断面の高さを大きくした Y リングを改良したものです。シャフト用の YX (ピストン ロッド シール) とボア用の YX (ピストン シール) を区別します。両側のシールリップの高さは一貫していません（作動リップはより高く、非作動リップはより低く、より制限的です）。 Y リングのシール上の利点をすべて継承し、機能しないローリップは制限とロールオーバー防止の役割を果たします。単独で組み立てることができるので、転がりやねじれを防ぎます。耐圧性能と高速安定性が大幅に向上しました。高圧、高頻度の交流油圧、高速往復運動を伴う重荷重用油圧シリンダに適しています。鉱山、大型車両、冶金装置のシリンダーに適したシールです。