Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Experimental investigations of guide rings made of UHMWPE and PTFE composite in water hydraulic systems

Okularczyk W., Baranowski W.

Kompozyty

|

2009

|

R. 9, nr 1

53-57

EN

In the present work two materials of guiding elements were tested in water hydraulic. The guide elements used for the test station were made of UHMWPE and PTFE filled with 23% of carbon powder and 2% of graphite powder (Kefloy-22). During investigations of hardness conducted for stuffing box packings in water hydraulic systems an analysis of proper selection of piston rod guiding elements has also been carried out [diameter] 45 f7 (Ra = 0.07-0.20 μm, Rm => 2.5 μm). Working piston rod made of chromium-nickel steel AISI 431 (Cr = 16.7%, Ni = 2.08%) has been used for investigations. Some of the guiding elements, after proper selection of the material, could be still used, despite damaged seal. The tests have been performed maintaining water pressure on the sealing at a level of p = 8 ± 1 MPa and the average velocity of the piston rod of v = 0.35 m/s. Water temperature during investigations was regulated within the range of Tmin = 291 K and Tmax = 305 K. Variable value of friction coefficient has been obtained for the guide rings made of PTFE composite with the change in piston rod velocity and friction force as a function of the velocity of single guide element made of Kefloy-22 after the distance of 15 000, 60 000 and 90 000 m. For the lifetime reaching friction distance of 200 km the guide rings can be used several times. Similar measurement has been performed for guide elements made of UHMWPE. The seals were disassembled during tests from the stuffing boxes. During assessment of the elements made of polyethylene with very high molecular mass (UHMWPE) it was found that friction force (and the friction coefficient, respectively) after 108 000 cycles (i.e. 108 000 m), decreased only by 30%. It was also found that friction coefficient for UHMWPE μUHMWPE has a continuous value within the range of applied velocity of v Okularczyk, W. 0.05 to 0.40 m/s. In order to determine friction coefficient μUHMWPE the weight of the piston rod was calculated, whose mass m = 15.5 kg, thus pressing force N = 152 N. At the friction force for single guide element, after the distance of 3500 m, with F pr = 20 N value of μUHMWPE = 0.26. However after 108 000 m of friction distance the friction coefficient μUHMWPE = 0.20. It should be highlighted that these coefficients concern dry friction. Kefloy-22 can be successfully used for guide rings in water hydraulic systems. Application of guide rings made of UHMWPE has been estimated negatively. It has been revealed that there was not beneficial to produce the guide elements from this material despite the fact that UHMWPE has the lowest abrasive wear from all polymers. Problem occurred due to wear particles disturbing the work of the cylinder.

PL

Podczas wykonywania badań trwałościowych, uszczelnień dławnicowych w układzie hydrauliki wodnej dobrano skojarzenie, w którym uszczelnienie tłoczyskowe wykonano z PE-UHMW, natomiast pierścienie prowadzące z kompozytu PTFE (Kefloy-22). Do badań zastosowano tłoczysko robocze [średnica] 45 f7 o poniższych parametrach: materiał: stal chromowo-niklowa gat. AISI 431 (Cr = 16,7%, Ni = 2,08%) chromowana technicznie o gr. powłoki > = 20 μm, elipsoidalność = > 1/4 f7, liczba mikropęknięć >= 5000/mm2, Ra = 0,07÷ 0,20 μm, Rm =< 2,5 μm. Niektóre z elementów prowadzących, dzięki prawidłowemu doborowi materiału, mogły być używane nadal, mimo zniszczenia uszczelek. Badania prowadzono, utrzymując ciśnienie wody obciążające uszczelki na poziomie p = 8 ± 1 MPa oraz prędkość średnią tłoczyska v = 0,35 m/s. Temperatura wody podczas badań, a tym samym temperatura tłoczyska, była regulowana w zakresie Tmin = 291 K, Tmax = 305 K. Otrzymano zależność wartości współczynnika tarcia pierścieni prowadzących wykonanych z kompozytu PTFE od prędkości ruchu tłoczyska. Przy trwałości uszczelnień dochodzącej do 200 km drogi tarcia pierścienie prowadzące mogły być stosowane kilkakrotnie. Pozytywnie oceniono Kefloy-22 jako materiał do zastosowania na pierścienie prowadzące w hydraulice wodnej. Oceniono negatywnie stosowanie pierścieni prowadzących wykonanych z PE-UHMW. Zaproponowano właściwy dobór materiałowy zestawów uszczelniająco-prowadzących.

2

Experimental investigations of guide rings made of UHMWPE and PTFE composite in water hydraulic systems

Okularczyk W.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2007

|

Vol. 7, no 4

167-176

EN

In the present work two materials of guiding elements were tested in water hydraulic. During investigations of hardness conducted for stuffing box packings in water hydraulic systems an analysis of proper selection of piston rod guiding elements has also heen carried out ([...]). Working piston rod has been used for investigations made of chromium-nickel steel AISI 431 (Cr = 16.7%, N i = 2.08%). Some of the guiding elements, after proper selection of the material, could be still used, despite damaged seal. The tests have been performed maintaining water pressure on the sealing at a level [...] MPa and the average velocity of the piston rod of [...]. Water temperature during investigations was regulated within the range of Tmin = 291 K and Tmax = 305 K. Variable value of friction coefficient has been obtained for the guide rings made of PTFE composite with the change in piston rod velocity. Application of guide rings made of UHMWPE has been estimated negatively.

PL

Podczas wykonywania badań trwałościowych uszczelnień dławnicowych w układzie hydrauliki wodnej dobrano skojarzenie, w którym uszczelnienie tłoczysko we wykonano z UHMWPE, natomiast pierścienie prowadzące z kompozytu PTFE (Kefloy 22). Do badań zastosowano tłoczysko robocze o średnicy [...] wykonane ze stali chromowo-niklowej AISI 431 (Cr = 16.7%, Ni = 2.08%), pokrytej płytkami twardego chromu o [...] ([...]). Niektóre z elementów prowadzących, po prawidłowym doborze materiału mogły być używane nadal, mimo zniszczenia uszczelek. Badania prowadzono, utrzymując ciśnienie wody obciążające uszczelki na poziomie [...] MPa oraz prędkość średnią tłoczyska [...]. Temperatura wody, a tym samym temperatura tłoczyska, podczas badań była regulowana w zakresie Tmin = 291 K, Tmax. = 305 K. Otrzymano zmienną wartość współczynnika tarcia pierścieni prowadzących wykonanych z kompozytu PTFE wraz ze zmianą prędkości ruchu tłoczyska. Przy trwałości uszczelnień dochodzącej do 200 km drogi tarcia. pierścienie prowadzące mogły być stosowane kilkakrotnie. Kefloy 22 może być z powodzeniem stosowany na pierścienie prowadzące w hydraulice wodnej. Oceniono negatywnie stosowanie pierścieni prowadzących wykonanych z PE-UHMW. Zaproponowano kompozyty o składzie pozwalającym na uzyskanie wyników zgodnych z założeniami dotyczącymi ich trwałości.

3

Wykorzystanie analizy wielokryterialnej do wyboru uszczelnień z tworzyw polimerowych stosowanych w hydraulice wodnej

Okularczyk W.

Polimery

|

2006

|

T. 51, nr 10

747-753

PL

Przedmiotem badań był wybór - metodą optymalizacji wielokryterialnej - uszczelnień polimerowych przeznaczonych do hydraulicznych układów wodnych. Kryteriami wyboru były przy tym czynniki techniczne (przede wszystkim trwałość i szczelność), ekonomiczne (energia tracona wskutek tarcia) oraz ekologiczne (ekowskaźnik 99). Po wstępnej kwalifikacji, do badań wytypowano dwa typy uszczelnień ("Mupuseal") wykonanych z PE-UHMW. Wyniki zastosowanej metody świadczą o tym, że szczelność i trwałość tych typów uszczelnień nie idą ze sobą w parze, czyli większej szczelności towarzyszy mniejsza trwałość i odwrotnie. Taka prawidłowość jest konsekwencją występowania dwóch typów zużycia uszczelek: zmęczeniowego (pogarszającego szczelność) oraz ściernego (pogarszającego trwałość). Dobór uszczelnień do konkretnego zastosowania powinien uwzględniać tę właśnie zależność.

EN

The choice of polymeric seals for water hydraulic systems was the subject of investigations by multicriterial optimization. The criteria of choice were technical factors (mainly durability and tightness, see Fig. 4 and 5), economical ones (energy lost as a result of friction, see Fig. 6 and 7) as well as ecological one (ecoindex 99). After preliminary selection, two types of seals made of PE-UHMW ("Mupuseal") were chosen. The results obtained show that durability does not follow tightness - the higher tightness the lower durability, and inversely. This regularity is a consequence of two types of seal wear: fatigue one (deteriorating the tightness) and abrasive one (deteriorating the durability). The selection of seals for the given application should take this dependence into consideration.

4

Prognosing the durability of polymer sealings

Okularczyk W., Kwiatkowski D.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2006

|

Vol. 17, nr 1-2

125--128

EN

Purpose: The paper describes the phenomena connected with the sealing for water hydraulic systems. Design/methodology/approach: For the durability tests two types of sealings, made of three polymeric materials recommended for use in water hydraulics systems have been used. In all investigation arrangements the same guide elements have been used. The tests have been performed maintaining water pressure on the sealing at a level of p = 8±1 MPa and the average speed of the piston rod of v ≈ 0.35 m/sec. Water temperature during investigations was regulated within the range of Tmin = 291 K and Tmax = 305 K. The leakage was distributed to the measurement hoses with the internal diameter of 5mm. For the investigations, the working piston rod with ø 45 f7 with the following parameters has been used: Material: chromium-nickel steel AISI 431 (Cr=16.7%, Ni=2.08%) covered with hard chromium plating of ≥ 20 μm, micro-cracks number ≤ 5 000/mm2, Ra = 0.07 μm. Findings: Weibull method, thanks to its multifunctionality, helps to select elements for certain applications (required long failure-free mileages → high characteristic durability – sealings series 30413). Equipment which works sporadically → low characteristic durability but e.g. lower weight and sizes of sealing element – sealing series 30412. Practical implications: Within the confines of the given research concerning an optimal choice of piston rod sealing for water hydraulic systems, large dependence of the sealing durability on the properly chosen guide elements of the piston rod has been found. In extreme cases the durability changed even a few times. Originality/value: The Weibull method has been applied for assessment of durability and reliability of mechanical parts. A computer program has been used to compare two types of piston rod seals used in water hydraulic power systems. Durability limits have been estimated even though discontinued measurement data were used.

5

Badania doświadczalne pozycjonowania manipulatora napędzanego hydrauliką wodną

Gawlik A., Sobczyk A.

Przegląd Mechaniczny

|

2004

|

nr 12

9-13

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu sposobu sterowania na dokładność pozycjonowania manipulatora zasilanego przyjazną dla środowiska naturalnego, wodną hydrauliką siłową. Wobec ograniczonej dostępności elementów sterowania do badań wykorzystano regulator proporcjonalny sterowany napięciowo oraz rozdzielacz 4/3 drogowy przełączany cewkami elektromagnetycznymi.

EN

The influence of the control method on positioning accuracy of environmental friendly water hydraulics powered manipulator was described. Because of limited availability of elements of the control, in the experiment the proportional tension contrller and divider 4/3 switched by electromagnetic coil were applied.