建設機械用シール 漏れを確実に防止

掘削機、ホイールローダー、ブルドーザー、ダンプトラックなどの建設機械は、地球上で最も過酷な環境で稼働します。ほこり、泥、極端な温度、強い衝撃荷重が重なり、あらゆるコンポーネントに悪影響を及ぼします。これらの中で、シーリング システムは多くの場合最も弱い部分ですが、流体の損失や汚染の侵入を防ぐためには最も重要です。信頼性の高い漏れ防止は、ダウンタイムの削減、運用コストの削減、および機器の寿命の延長に直接つながります。この記事では、6 つの重要なシーリング ファミリについて検討します。油圧シール, ガイドコンポーネント, バックアップリング, Oリング, クワッド/X リング、 そしてロータリーシール– そして、それぞれが建設機械の堅牢なパフォーマンスにどのように貢献するか。

油圧シリンダは建設機械の心臓部です。のピストンロッドシールさまざまな速度で往復運動しながら、最大 350 bar の圧力に耐える必要があります。最新の油圧シールは、押し出しに耐えるバックアップ リングを備えた U カップ設計を特徴としています。特殊な添加剤を加えたポリウレタンやニトリルなどの材料は、低摩擦と高い耐摩耗性を実現します。取り付ける際は、ロッドの表面仕上げ (Ra < 0.4 µm) に細心の注意を払い、微小漏れを防止してください。掘削機のブームシリンダーでは、タンデムシール構成を使用することで冗長性が向上し、一次シールが摩耗しても二次バリアが封じ込めを維持します。

ガイドコンポーネントウェアリングまたはベアリングストリップと呼ばれることが多いこれらはシールではありませんが、ロッドとピストンを中心に保つことでシール機能をサポートします。適切なガイドがないと、油圧シールに不均一な負荷がかかり、早期の摩耗が発生します。これらのコンポーネントは通常、充填 PTFE またはフェノール樹脂で作られており、低摩擦と高い耐荷重能力を備えています。ホイールローダの大口径シリンダでは、ガイドコンポーネントもバケットの力による横荷重を吸収します。クリアランスが過剰すぎるとシールが傾いて漏れが生じるため、ガイドの摩耗を定期的に検査することがシールの寿命を予測する簡単な方法です。

バックアップリング油圧ハンマーアキュムレータなどの高圧回路の O リングに欠かせないものです。これらは O リングと溝の壁の間の隙間を埋め、エラストマーが隙間にはみ出すのを防ぎます。通常、バックアップ リングは PEEK や PTFE などの硬質プラスチックで作られており、スパイラルまたはソリッドのデザインで入手できます。圧力スパイクが一般的である建設機械では (バケットが岩に衝突した場合など)、バックアップ リングにより O リングの寿命が大幅に延長されます。これらはメンテナンス中に見落とされがちですが、バックアップ リングを取り付けると、要求の厳しい用途ではシールの保守間隔を 2 倍にすることができます。

Oリング建設機械で最も普及しているシールで、マニホールド ブロック、クイックコネクト カップリング、センサー ポートに使用されています。円形断面は、静的および低動的条件下でシンプルかつ効果的なシールを提供します。ただし、高温の作動油では O リングに圧縮永久歪みが発生し、漏れが発生する可能性があります。適切なエラストマー（高温用には FKM、標準オイル用には NBR）を選択することが重要です。さらに、不適合な液体による膨張により、はみ出しや詰まりが発生する可能性があります。ホイールローダのバルブスタックの場合、わずかに大きな断面積（たとえば、2.5 mm の代わりに 2.62 mm）の O リングを使用すると、絞りが改善され、わずかな溝の摩耗が補償されます。

クアッドリングX リングとも呼ばれる、4 つの葉状の断面を持ち、片側あたり 2 つのシール接点を備えています。同じシール効果を得るために必要な圧縮力は標準の O リングよりも少ないため、摩擦と発熱が軽減されます。そのため、スイング モーターやステアリング シリンダーなどの振動運動に最適です。建設機械では、繰り返しの動作により標準の O リングが転がったりねじれたりする場合、クワッド リングが安定性を維持します。また、双方向の圧力にもうまく対処します。ただし、X リングではローブが均一に変形する必要があるため、適切な溝設計がさらに重要です。トラックアジャスターシリンダーの O リングをクワッドリングに交換すると、多くの車両エンジニアが漏れが減少し、動作がスムーズになったと報告しています。

ロータリーシールファイナルドライブ、油圧ポンプ、スイングギアボックスなど、ハウジング内でシャフトが回転するあらゆる場所で使用されます。建設機械では、これらのシールは研磨粉塵、水しぶき、高い遠心力にさらされます。一般的なロータリー シールには、接触を維持するためのガーター スプリングを備えた一次シール リップと、汚染物質を拭き取るための二次ダスト リップが備えられています。履帯タイプのトラクターの場合、履帯駆動モーターの回転シールは、回転とわずかな軸方向の遊びの両方に対応する必要があります。フロロシリコンリップ材質の採用により油膜制御性が向上し、摩擦熱が低減されます。シールの周囲の領域に定期的にグリースを塗布すると、ダストリップの効果を維持できます。

大型の掘削機アーム シリンダでは、油圧シールに U カップとシールの組み合わせが含まれることがよくあります。Oリング精力剤。この設計により、低圧でもシールを維持する予圧が得られます。エナジャイザーは、時間の経過によるリップの摩耗も補償します。さらに、一部の頑丈なシールには、高いサイクル率を実現する耐摩耗性の生地で強化された裏地が組み込まれています。衝撃荷重が極端に大きい解体ハンマーの場合、より高いデュロメーター (95 ショア A) のシールを選択すると、衝撃変形に耐えることができます。組み立て中のシールの損傷を防ぐには、シリンダーの適切なホーニングとロッドエッジの面取りが不可欠です。

掘削機のブームとアームのピボット ポイントには大きな横荷重がかかり、シリンダ ロッドの位置がずれる可能性があります。ガイドコンポーネントブロンズ含浸 PTFE ストリップなどのものがシリンダー ヘッドに取り付けられ、これらの負荷を吸収し、ロッドの同心状態を維持します。これにより、油圧シールの不均一な摩耗が軽減され、寿命が延びます。アーティキュレート ダンプ トラックでは、ステアリング シリンダー ガイドも振動に対処する必要があります。ロッドのたわみを定期的に測定すると、ガイドコンポーネントがいつ摩耗したかがわかります。適時に交換することで、致命的なシールの破損を回避できます。多くのメンテナンス スケジュールには、1000 稼働時間ごとのガイド チェックが含まれています。

建設機械の油圧システムでは、バケットが障害物に衝突した場合など、突然の圧力サージが発生することがよくあります。バックアップリングカートリッジバルブ内の O リングに隣接して配置すると、O リングがバルブボア内に押し出されるのを防ぎます。高衝撃用途の場合は、損傷を引き起こすことなく O リングとともに伸縮できるため、スパイラル バックアップ リングが推奨されます。スキッド ステア ローダーでは、補助油圧回路が頻繁に循環するため、バックアップ リングにより O リングの寿命が 3 倍になることが証明されています。安価ですが、高い信頼性が得られます。

クローラークレーンや掘削機の旋回モーターはロータリーシール砂や砂の侵入を防ぎながら潤滑油を含みます。これらのシールは、多くの場合、圧入取り付け用の金属製アウター ケーシングと、バネ付きのゴム製リップを備えています。リップの接触パターンは、継続的な回転と時折の停止の両方に対して最適化する必要があります。ほこりの多い採石場環境では、ロータリーシールの前に追加のフェルトワイパーが取り付けられることがあります。スイングドライブの場合、リップ接触面が広いロータリーシールを使用すると、ユニットの圧力が低減され、摩耗が軽減されます。交換するときは、シャフトの表面に穴や傷がないことを確認してください。簡単に研磨するだけでシールの寿命が 50% 向上します。