Силиконовые смазки и компаунды для резиновых уплотнителей

В статье приведены классификация уплотнителей, требования к ним, основные задачи эксплуатации, рекомендации по применению силиконовых смазок и компаундов для резиновых уплотнений в различных соединениях.

Содержание

1. Классификация уплотнений. Требования к уплотнениям. Основные проблемы при эксплуатации
2. Требования к смазочным материалам для резиновых уплотнений
3. Силиконовые смазки для резиновых уплотнителей неподвижных деталей
4. Силиконовые смазки для резиновых уплотнителей соединений с вращательным движением
5. Силиконовые смазки для резиновых уплотнителей соединений с возвратно-поступательным движением

 

1. Классификация уплотнений. Требования к уплотнениям. Основные проблемы при эксплуатации

Уплотнения (уплотнители) – это совокупность деталей, образующих конструкцию, предназначенную для обеспечения герметичности. Уплотнения служат для создания барьера между разнородными средами, предотвращая, с одной стороны, проникновение компонентов внешней среды (например, пыли) в трибосистему, с другой стороны, утечку смазочного материала или рабочей среды.

По характеру уплотняемых соединений уплотнительные устройства подразделяются на три основные группы:
• для неподвижных соединений (прокладки крышек корпусов, фланцев и т.д.);
• для соединений с вращательным движением (уплотнения валов);
• для соединений с возвратно-поступательным движением деталей (уплотнения штоков и поршней).

К уплотнительным устройствам предъявляется ряд следующих основных требований:
• обеспечение необходимой степени герметизации в течение заданного срока службы или в пределах заданного числа рабочих циклов с учетом условий эксплуатации агрегата; • обеспечение минимальных потерь на трение и снижение нагрева от действия сил трения;
• стойкость к рабочей среде;
• предотвращение коррозии сопряженных деталей;
• удобство демонтажа уплотняющих деталей.

Для изготовления уплотнений применяют, в основном, эластомеры – относительно мягкие и эластичные материалы (например, резины), которые легко принимают форму сопряженных деталей. Такие материалы в процессе эксплуатации склонны прилипать к металлическим деталям. При этом коэффициент трения покоя увеличивается до значений f = 1…1.2, что вызывает необходимость приложения больших усилий в момент страгивания с места подвижных частей. Срок службы уплотнений в этом случае значительно снижается. Кроме того, затрудняется демонтаж прилипших уплотнителей при необходимости сохранения их целостности.

В процессе длительного хранения или в ходе эксплуатации под воздействием неблагоприятных факторов окружающей и рабочей среды, температур и нагрузок происходит старение материала уплотнительных устройств. Потеря эластичности, набухание или усадка приводят к разрушению материала уплотнений, снижению или утрате их герметизирующих свойств.

Для решения задач увеличения срока службы уплотнений, снижения трения, повышения их герметизирующих свойств и облегчения монтажа/демонтажа производители при сборке оборудования примененяют специальные смазочные материалы.

 

2. Требования к смазкам для резиновых уплотнений

Смазки на основе обычных минеральных или эфирных масел, как правило, несовместимы с эластомерными материалами, вызывают их набухание или усадку, поэтому непригодны для использования в уплотнительных устройствах. Смазочные материалы, свойства которых не соответствуют условиям эксплуатации, не обеспечивают надежную защиту пластмассовых и эластомерных элементов уплотнителей и сокращают срок их службы.

Для обеспечения надежной защиты резиновых уплотнителей смазки должны отвечать следующим требованиям:
- быть совместимыми с материалом уплотнений и сопряженных деталей;
- иметь широкий диапазон рабочих температур;
- обеспечивать защиту от старения и растрескивания;
- снижать трение и износ;
- повышать герметичность;
- обеспечивать разделительный эффект;
- обеспечивать долговременное смазывание;
- быть устойчивыми к смыванию и воздействиям окружающей среды.

Силиконовые смазки для резиновых уплотнителей Molykote от компании Dow Corning полностью отвечают изложенным требованиям. Они совместимы с резинами, поэтому не вызывают набухания и усадки сверх допустимых пределов, а также растрескивания уплотнений. Пластичные смазки и компаунды Molykote для резиновых уплотнений устойчивы к смыванию, обеспечивают долговременное смазывание и не разрушаются в результате негативного воздействия рабочих сред.

Применение силиконовых смазок Molykote для улучшения герметичности, снижения трения и износа, защиты от старения, облегчения монтажа и демонтажа резиновых уплотнений способствует повышению надежности и долговечности машин и оборудования, а также снижению эксплуатационных расходов.

 

3. Силиконовые смазки для резиновых уплотнителей неподвижных деталей

Под действием высоких температур и агрессивной окружающей или рабочей среды в процессе эксплуатации резиновые уплотнения неподвижных деталей (например, плоских поверхностей фланцев, крышек, защитных колпачков, уплотнения дверей, капота и багажника автомобилей) подвержены схватыванию и прилипанию к сопряженным деталям, что делает невозможным их последующий демонтаж без повреждений. Кроме того, в тяжелых условиях работы срок их службы существенно сокращается, а герметичность узлов нарушается.

Чтобы резиновые уплотнения неподвижных соединений могли противостоять агрессивным факторам эксплуатации и окружающей среды рекомендуется применять силиконовые смазочные материалы Molykote, перечисленные в таблице 1.

Таблица 1

Смазочный материал, диапазон рабочих температур, °С Описание смазочного материала Применение для резиновых уплотнений неподвижных соединений
Dow Corning High Vacuum Grease,
-40…+200° C
Силиконовая морозо-,  термо- и химически стойкая пластичная смазка с повышенными герметизирующими свойствами для запорной арматуры и уплотнений, подходит для применения в вакуумных системах - уплотнения фланцевых соединений
- уплотнения вакуумных систем
- уплотнения манометров
- уплотнения подводноволоконных линий связи
- уплотнения запорной арматуры
-герметизирующие устройства
- уплотнения дезодораторов
- уплотнения станков лазерной резки металла, ионно-плазменных установок
- уплотнения дверей и стекол электропечей
- уплотнения оптических приборов
Molykote 111,
-40…+204° C
Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд для смазывания, герметизации, электроизоляции, применяемый в вакуумных системах, системах питьевого водоснабжения и др. - уплотнение крышек, фланцев, запорной арматуры, пневматических систем печей, элегазовых выключателей
- уплотнения в системе отопления, вентиляции, кондиционирования, водоочистного и водонагревательного оборудования
- уплотнения сепараторов, дезодораторов, гомогенизаторов, автоматов розлива
- уплотнения редукторов

Molykote 111,
-40…+204° C





Dow Corning 4,
-57…+204° C

Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд для смазывания, герметизации, электроизоляции, применяемый в вакуумных системах, системах питьевого водоснабжения и др.


Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд, применяемый для электроизоляции, в качестве герметизирующей смазки и при сборке

- защитные колпачки высоковольтных проводов системы зажигания самолетов, автомобилей, судов
Dow Corning 4,
-57…+204° C



Dow Corning 7,
-40…+204° C

Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд, применяемый для электроизоляции, в качестве герметизирующей смазки и при сборке


Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, применяемый для смазки, в качестве защитного покрытия и разделительного состава

- уплотнения запорной арматуры
- герметизирующие устройства

Dow Corning 7,
-40…+204° C
Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, применяемый для смазки, в качестве защитного покрытия и разделительного состава - уплотнения линий розлива;
- уплотнения теплообменников, сепараторов, дозаторов;
- уплотнения водоочистного оборудования
Molykote 3452,
-31…+232° C
Фторсиликоновая термо- и химически стойкая пластичная смазка для высоких нагрузкок, обладающая повышенными герметизирующими свойствами и применяемая в вакуумных системах - прокладки, подверженные коррозии или воздействию агрессивных химикатов или высоких температур
- уплотнители и прокладки компрессоров
- уплотнения трубопроводов
- уплотнения фланцев
- уплотнения запорной арматуры
- герметизирующие устройства
- уплотнения вытяжных систем вентиляции
Molykote 55 O-Ring,
-65…+175° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка для кольцевых уплотнений - резиновые уплотнения
- уплотнения в дыхательных аппаратах
-уплотнения термопластавтоматов
- резиновые уплотнения
- уплотнения теплообменников
- уплотнения приборов для каротажа скважин
Molykote 7508,
-40…+150° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка для запорной арматуры - уплотнения запорной арматуры
Molykote G-5008,
-30…+200° C
Силиконовая термостойкая диэлектрическая пластичная смазка, подходит для смазывания высоковольтных колпачков свечей зажигания - высоковольтные колпачки свечей зажигания
Molykote PG-21,
-50…+190
° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка - уплотнения оборудования для очистки воды
Molykote Separator Spray,
-40…+200° C
Силиконовое масло с пищевым допуском в аэрозольной упаковке, применяемое как разделительный состав при производстве резиновых и пластмассовых изделий, для смазывания уплотнений и узлов трения скольжения - смазка и защита резиновых уплотнений
- уплотнения дверей, капота и багажника автомобилей
- уплотнения пресс-форм термопластавтоматов
- уплотнения электроэрозионных станков

 

4. Силиконовые смазки для резиновых уплотнителей соединений с вращательным движением

Особенностями работы уплотнений таких  соединнений являются плохие условия отвода тепла, выделяемого в зоне трения, а также сравнительно быстрый износ уплотнительных элементов и соответствующего участка вала, особенно при наличии давления запираемой среды. Монтаж уплотнений вращающихся валов зачастую требует применения специальных смазок. Основными критериями их выбора являются совместимость с материалами уплотнений, диапазон рабочих температур, стойкость к внешней среде и антифрикционные свойства.

Как показывает практика, для контактных уплотнений при вращательном движении опасен фрикционный разогрев, обусловленный высоким коэффициентом трения. При значительном локальном повышении температуры в месте контакта резиновые уплотнения могут обугливаться. При этом на соответствующем участке вала структура металла изменяется, появляются цвета побежалости. Поэтому снижение трения в контактных уплотнениях соединений с вращательным движением с помощью специальных смазочных материалов является весьма актуальной задачей.

Высокоэффективные силиконовые смазки Molykote для резиновых уплотнителей (см. табл. 2) значительно снижают коэффициент трения при вращательном движении, повышают герметичность и значительно продлевают срок их службы.

Таблица 2

Смазочный материал, Диапазон рабочих температур, °С Описание смазочного материала Применение для резиновых уплотнений неподвижных соединений
Dow Corning 4,
-57…+204° C



Dow Corning 7,
-40…+204° C

Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд, применяемый для электроизоляции, в качестве герметизирующей смазки и при сборке

Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, применяемый для смазки, в качестве защитного покрытия и разделительного состава

- уплотнения шаровых шарниров рулевых тяг
- уплотнения запорной арматуры
- герметизирующие устройства

Dow Corning 7,
-40…+204° C
Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, применяемый для смазки, в качестве защитного покрытия и разделительного состава - уплотнения водоочистного оборудования
Dow Corning High Vacuum Grease,
-40…+200° C
Силиконовая морозо-,  термо- и химически стойкая пластичная смазка с повышенными герметизирующими свойствами для запорной арматуры и уплотнений, подходит для применения в вакуумных системах -уплотнения запорной арматуры
- герметизирующие устройства
- уплотнения вакуумных систем
- уплотнения оптических приборов
Molykote 111,
-40…+204° C
Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд для смазывания, герметизации, электроизоляции, применяемый в вакуумных системах, системах питьевого водоснабжения и др. - пыльники шарниров равных угловых скоростей, редукторов, термопластавтоматов, сальниковые уплотнения
- уплотнения запорной арматуры, водоочистного оборудования
- уплотнения в системе отопления, вентиляции, кондиционирования
- уплотнения бурового оборудования
- уплотнения машин офсетной печати
Molykote 3452,
-31…+232° C
Фторсиликоновая термо- и химически стойкая пластичная смазка для высоких нагрузкок, обладающая повышенными герметизирующими свойствами и применяемая в вакуумных системах - прокладки, подверженные коррозии или воздействию агрессивных химикатов или высоких температур
- уплотнения запорной арматуры
- герметизирующие устройства
- уплотнители и прокладки компрессоров
- уплотнения вытяжных систем вентиляции
Molykote 55 O-Ring,
-65…+175° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка для кольцевых уплотнений - резиновые уплотнения
- сальниковые уплотнения подшипников качения
- уплотнительные кольца задвижек нефтепроводов
Molykote 7508,
-40…+150° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка для запорной арматуры - уплотнения запорной арматуры, смазка сальниковых устройств
Molykote G-807,
-40…+150° C
Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, модифицированный ПТФЭ,  с высокими антифрикционными свойствами - герметизирующие устройства
Molykote PG-21,
-50…+190° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка - уплотнения оборудования для очистки воды
Molykote PG-54,
-50…+180° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка - прокладки водяных насосов
Molykote Separator Spray,
-40…+200° C
Силиконовое масло с пищевым допуском в аэрозольной упаковке, применяемое как разделительный состав при производстве резиновых и пластмассовых изделий, для смазывания уплотнений и узлов трения скольжения - смазка и защита резиновых уплотнений
- уплотнения пресс-форм термопласт автоматов
- уплотнения электроэрозионных станков
- уплотнения машин офсетной печати

 

5. Силиконовые смазки для резиновых уплотнителей соединений с возвратно-поступательным движением

К данному типу относятся уплотнения гидравлических и пневматических приводов. До недавнего времени уплотнениям пневматических систем не требовалась дополнительная смазка, т.к. в качестве рабочей среды применялся воздух с распыленными в нем частицами масла. В настоящее время широко применяется воздух под давлением без масла.

Существенными проблемами при работе уплотнений становятся прилипание резины к сопряженным металлическим поверхностям в состоянии покоя, значительные силы трения при страгивании штоков с места, выдавливание резины в зазоры. В результате повреждений и местных защемлений уплотнений при перекосе штока они часто разрываются. При этом происходит разгерметизация и утечка рабочей среды.

При температурах ниже -20 °С резина затвердевает, теряет эластичность и перестает выполнять свои герметизирующие функции. При возвратно-поступательном движении металлической детали относительно уплотнения начинается утечка.

При нагреве более +120…+140 °С резина также теряет упругие свойства, становясь чрезмерно пластичной. В этом случае также происходит разгерметизация узла.

Для защиты, максимального снижения трения, повышения герметичности и увеличения срока службы резиновых уплотнений соединений с возвратно-поступательным движением требуется применение специальных смазок.

Смазочные материалы Molykote существенно снижает коэффициент трения и требуемую мощность привода, увеличивая КПД оборудования за счет уменьшения количества выделяемого тепла.

Примеры применения силиконовых смазок Molykote для резиновых уплотнений соединений с возвратно-поступательным движением приведены в таблице 3.

Таблица 3

Смазочный материал, диапазон рабочих температур, °С Описание смазочного материала Применение для резиновых уплотнений неподвижных соединений
Dow Corning High Vacuum Grease,
-40…+200° C
Силиконовая морозо-,  термо- и химически стойкая пластичная смазка с повышенными герметизирующими свойствами для запорной арматуры и уплотнений, подходит для применения в вакуумных системах - уплотнения запорной арматуры
- герметизирующие устройства
- уплотнения вакуумных систем
- уплотнения станков лазерной резки металла, ионно-плазменных установок
- уплотнения оптических приборов
Molykote 111,
-40…+204° C
Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд для смазывания, герметизации, электроизоляции, применяемый в вакуумных системах, системах питьевого водоснабжения и др. - уплотнения запорной арматуры
- манжеты дозаторов
-сальниковые уплотнения
- уплотнения в системе отопления, вентиляции, кондиционирования
- уплотнения пневматических систем
- уплотнения тормозного цилиндра, шарниров равных угловых скоростей
- уплотнения гомогенизаторов, водоочистного оборудования
Dow Corning 4,
-57…+204° C


Dow Corning 7,
-40…+204° C

Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд, применяемый для электроизоляции, в качестве герметизирующей смазки и при сборке


Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, применяемый для смазки, в качестве защитного покрытия и разделительного состава

- уплотнения  шаровых шарниров рулевых тяг
- уплотнения запорной арматуры
- герметизирующие устройства
Dow Corning 7,
-40…+204° C
Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, применяемый для смазки, в качестве защитного покрытия и разделительного состава - уплотнения водоочистного оборудования
Molykote 33 Medium,
-73…+204° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка, подходит для применения в узлах трения точных механизмов и приборов - уплотнения амортизаторных стоек
- защитные колпачки реечной передачи рулевого управления
Molykote 3452,
-31…+232° C
Фторсиликоновая термо- и химически стойкая пластичная смазка для высоких нагрузкок, обладающая повышенными герметизирующими свойствами и применяемая в вакуумных системах - прокладки, подверженные коррозии или воздействию агрессивных химикатов или высоких температур
- уплотнения компрессоров
- уплотнения запорной арматуры
- герметизирующие устройства
Molykote 55 O-Ring,
-65…+175° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка для кольцевых уплотнений - резиновые уплотнения
- кольцевые уплотнения между металлическими и резиновыми деталями, например, в пневматических системах самолетов, автомобилей и промышленных приборов общего назначения; 
- уплотнения амортизаторных стоек
- уплотнительные кольца задвижек нефтепроводов
Molykote 7508,
-40…+150° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка для запорной арматуры - уплотнения запорной арматуры, сальниковые устройства
Molykote 822 M,
-40…+200° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка, подходит для смазывания уплотнительных колец пневмо- и гидросистем - уплотнительные кольца пневмо- и гидросистем, например, тормозных систем автомобилей
Molykote G-807,
-40…+150° C
Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, модифицированный ПТФЭ,  с высокими антифрикционными свойствами - герметизирующие устройства
- уплотнения рабочего цилиндра сцепления
- защитные колпачки реечной передачи рулевого управления автомобилей
Molykote PG-21,
-50…+190° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка - уплотнения штоков
- уплотнения пневмоцилиндров
- уплотнения оборудования для очистки воды
Molykote PG-54,
-50…+180° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка - манжетные уплотнения вакуумного усилителя тормозной системы
- уплотнения главного цилиндра сцепления
Molykote Separator Spray,
-40…+200° C
Силиконовое масло с пищевым допуском в аэрозольной упаковке, применяемое как разделительный состав при производстве резиновых и пластмассовых изделий, для смазывания уплотнений и узлов трения скольжения - уплотнения машин офсетной печати
- уплотнения электроэрозионных станков

При монтаже без применения смазочных материалов запирающие поверхности резиновых уплотнений часто повреждаются. При этом уплотнительные устройства перестают выполнять герметизирующие функции.

Перечисленные в статье силиконовые смазки Molykote выполняют функции сборочных смазок, обеспечивая очень низкий коэффициент трения и защищая резиновые уплотнения от разрывов и растрескиваний.

Смазки и компаунды Molykote, рекомендуемые для уплотнений, проходят в лабораториях Dow Corning специальные испытания на совместимость с эластомерами и пластмассами - образцы смазки наносятся на испытуемый материал и выдерживаются в течение длительного времени в соответствии со стандартной процедурой. Тем не менее, учитывая большое количество типов эластомеров и пластмасс, перед применением любых смазок или компаундов необходимо провести предварительные тесты на конкретном образце полимера.

Другие статьи