Грязесъемники для гидроцилиндров

Грязесъемники предназначены для защиты уплотнительных узлов штоков гидроцилиндров от попадания в них из окружающей атмосферы пыли, влаги, дорожной грязи и других загрязнителей.
Эффективная грязезащита особенно важна для современных уплотнений штоков гидроцилиндров. Они состоят из уплотнений, высокая герметичность которых основана на затягивании масляной пленки, проникшей через них при ходе штока наружу из гидроцилиндров, назад в штоковую полость при его обратном ходе. Поэтому они активно затягивают внутрь гидроцилиндров загрязнения имеющиеся на поверхности штока, что не только ускоряет износ уплотнений, но и ведет к отказу всего гидропривода из-за засорения клапанов и  гидрораспределителей.

Проникновение воды за резиновый грязесъемник также весьма нежелательно т.к. при ее замерзании возможен отжим и повреждение резиновых и полиуретановых уплотнений.
В зависимости от места работы гидроцилиндров можно разделить условия загрязненности окружающей среды на легкие – цеховая пыль; средние – дорожная пыль и грязь, влага и иней; тяжелые – внедорожная грязь, песок и щебень, смерзшиеся на поверхности штока, ледяная корка при гололедице.

Для работы в условиях легкой загрязненности достаточно войлочного сальника или резинового грязесъемника по ГОСТ 24811-81 типа 1, 2, 4, имеющих герметичный контакт по всему периметру штока.

Для более тяжелых условий от грязесъемника требуется скреперное действие, т.е. наличие скребка, способного срезать со штока грязевую и ледяную корку. Для этого грязесъемник должен быть выполнен аналогично резцу строгального станка, т.е. иметь острую, твердую и износостойкую рабочую кромку, прижатую с достаточной силой к штоку, а также систему отвода грязевой или ледяной стружки. Наличие узкой щели между штоком и втулкой перед грязесъемником недопустимо по следующим причинам.

• Скопление грязевых частиц, увлекаемых штоком может приводить к их заклиниванию в зазоре шток-втулка и повреждению штока.
• Забивка зазора грязевыми частицами препятствует радиальным смещением штока в пределах зазоров в опорных элементах втулки, что приводит к опоре штока на грязевые частицы, вдавливанию их в шток и царапанью его рабочей поверхности.
• Фрикционный поток, увлекаемой штоком вязкой грязевой массы, создает в щели насосный эффект с повышенным давлением Р частиц в конце щели, повреждающим поверхности грязесъемника и штока.

Герметичный контакт грязесъемника со штоком и втулкой гидроцилиндров требуется не только для защиты уплотнительного узла от внешних загрязнений, но и для удержания масляной пленки, проникающей за уплотнения с целью возврата ее в штоковую полость за счет несоосного эффекта уплотнений. Однако относительно традиции к грязесъемникам по ГОСТ 24811-81 плавно сужающаяся вдоль штока щель с тыльной стороны грязесъемник способствует уносу масляной пленки за грязесъемник. В связи с этим желательно, чтобы грязесъемник обладал двухсторонним действием, т.е.имел дополнительную маслозадерживающую кромку , выполняющую функцию дополнительного барьера на пути утечки и резервного уплотнения. Совмещение с дополнительным уплотнением может улучшать и работу самого грязесъемника, если его поджим силами давления в штоковой полости при втягивании штока в гидроцилиндров приводит к дополнительному поджиму грязесъемной кромки, как это происходит в резино-пластмассовых грязесъемниках .

Работа грязесъемника во многом определяется используемыми материалами. Традиционные материалы грязесъемника эластомеры - резины и полиуретаны, не отвечают в полной мере поставленным требованиям. Их мягкость и податливость не позволяют срезать грязевую и ледяную корки со штока и обеспечивают лишь пыле-влагозащиту, что достаточно только для гидроцилиндров работающих в цеховых условиях. Попытки снабдить их дополнительной уплотнительной кромкой приводят к частым отказам от выдавливания резинового грязесъемника из посадочного места при скоплении масла со стороны уплотнительного узла. В связи с этим для всепогодных гидроцилиндров наметился переход к применению более жестких материалов – пластмасс средней и высокой твердости. Оптимальным можно считать сочетание жесткого скребка из полиамида или полиформальдегида с грязесъемным и уплотнительным элементами из пластмассы средней твердости – полиэфира Хайтрел G7248; сшитого полиэтилена РЕХ, или фторопласта 40. Эти материалы не обладают достаточной и стабильной упругостью, поэтому грязесъемники из них снабжаются поджимными кольцами из резины.

Несение функции дополнительного резервного уплотнения обязывает резиновый грязесъемник иметь достаточную антиэкструзионную стойкость, чтобы удерживаться в посадочном месте и не разрушаться в случае воздействия на него полного перепада давления, действующего на гидроцилиндров (например при проскоке жидкости через основные уплотнения за счет микродефектов на штоке). Это условие ограничивает зазор между штоком и втулкой за грязесъемники. Использование скребка из твердой пластмассы, по совместительству служащим защитным кольцом для грязесъемника, позволяет увеличить этот зазор до величин исключающих контакт штока со втулкой даже при максимальном износе опорных элементов штока.
Выполнение скребка с фаской 20-30° и фаски на торце штоковой втулки создает оптимальный канал для стружкоотвода, исключающего скопление стружки у скребка.
Сопоставление характеристик грязесъемников отечественной и зарубежной разработки представлено в таблице, из которой следует, что наиболее эффективным грязесъемник в тяжелых условиях загрязненности является разработанный и выпускаемый «ПК ЭЛКОНТ» грязесъемник типа Е50А.

Главный специалист ООО "ПК ЭЛКОНТ" к.т.н. Овандер В.Б.