Уплотнения гидромотора и гидронасоса: ремкомплект по образцу

Гидромотор хода гусеничной машины, течь по валу после ремонта. Манжету поменяли на такую же по размерам из ближайшего магазина, через две смены масло снова на звёздочке. При разборке видно, что кромку вывернуло наружу. Пример условный, но сценарий узнаваемый: манжету подобрали по диаметрам и не спросили, какое давление в корпусе.

Манжета вала работает под давлением корпуса

Внутри гидромотора всегда есть утечки: масло просачивается через зазоры пар трения в корпусную полость. Оттуда оно уходит либо по отдельной дренажной линии в бак, либо через встроенные обратные клапаны в линию низкого давления. Манжета вала стоит на границе этой полости с атмосферой, и всё давление, которое накопилось в корпусе, ложится на её кромку.

Отсюда главное отличие от сальника редуктора. В редукторе манжета держит масляный туман и брызги почти без давления. В гидромоторе или насосе она работает под давлением корпуса, а при неудачном подключении под давлением слива. Изготовители манжет выпускают для насосов и моторов отдельные исполнения: у манжеты Simmerring BABSL, по данным листа Freudenberg, укороченная кромка допускает более высокое рабочее давление, а в области применения названы гидронасосы, гидромоторы и гидродинамические муфты.

Допустимое давление на манжету для конкретного мотора берут из его каталога. У Danfoss в технической информации на орбитальные моторы OMS, OMT и OMV отдельно приведены максимально допустимое давление на манжету вала, схема мотора с обратными клапанами без дренажа и потери давления в дренажной линии. Одной цифры на все моторы нет: она зависит от исполнения манжеты, скорости вала и температуры.

Давление в корпусе складывается из подпора и потерь

Расчёт простой, и он объясняет большую часть повторных течей. Давление в корпусе мотора не меньше давления в той линии, куда уходят утечки, плюс потери на пути к ней.

Пример, условный: дренаж мотора врезан в общий слив после распределителя. В сливе стоит фильтр, который на холодном масле даёт подпор около 2 бар, а длинный дренажный рукав малого диаметра теряет ещё 1 бар при расходе утечек. Манжета вала видит 3 бар и больше; на холодном пуске, когда масло вязкое, ещё выше. Если каталог мотора допускает меньшее давление на манжету при этой скорости, новая деталь любого материала проработает недолго.

Из расчёта следуют три проверки до заказа манжеты. Дренаж подключён напрямую в бак, ниже уровня масла, без общих участков со сливом. Рукав дренажа того сечения, которое указал изготовитель, без пережатий и перегибов. Фильтр на дренаже, если он есть, чистый. Только после этого имеет смысл обсуждать материал и исполнение манжеты.

Почему у гидромотора выдавило манжету вала?

Манжету вала гидромотора выдавливает давление в корпусе, которое превысило допустимое для её исполнения. Причины: дренажная линия пережата, перепутана со сливом, врезана в общий слив с подпором фильтра или заглушена; у мотора без дренажа отказал встроенный обратный клапан. Новая манжета той же конструкции в этих условиях повторит отказ, поэтому сначала меряют давление в корпусе манометром на дренажном штуцере.

Обратные клапаны отводят утечки без дренажа

Часть орбитальных и шестерённых моторов работает без отдельного дренажа. Утечки из корпуса через два встроенных обратных клапана уходят в тот порт, где давление ниже. Пока один порт мотора связан со сливом, схема работает, и манжета видит давление слива.

Неприятности начинаются, когда оба порта под давлением: моторы соединены последовательно, на сливе стоит тормозной клапан или подпорный клапан, мотор работает в режиме торможения. Тогда давление в корпусе поднимается до давления в менее нагруженном порту. Изготовители в таких схемах требуют подключать внешний дренаж или ставить мотор с манжетой высокого давления. При ремонте полезно проверить, не изменили ли схему: другой распределитель, добавленный клапан или второй мотор в линии меняют нагрузку на манжету, хотя сам мотор остался прежним.

Обратные клапаны тоже изнашиваются. Шарик или седло с выработкой пропускают масло в обратную сторону, и давление рабочего порта уходит в корпус. Если манжета выдавлена, а дренаж в порядке, следующим смотрят клапаны.

Тип машины задаёт набор уплотнений

В аксиально-поршневых машинах ремонт уплотнений часто совпадает с заменой пар трения, и тогда работа уходит в специализированный сервис гидравлики. Резиновые и полимерные детали для такого ремонта всё равно нужны: кольца крышек, манжета, прокладки, защитные кольца.

Вал и посадка решают судьбу новой манжеты

Кромка старой манжеты за годы протирает на валу кольцевую дорожку. Если её чувствует ноготь, новая кромка на том же месте течь не остановит. Варианты: шлифовка и полировка шейки, ремонтная втулка, смещение манжеты по оси на проставочном кольце, если хватает глубины посадки. Радиальное биение вала от изношенного подшипника и боковая нагрузка от шестерни или звёздочки дают износ серпом с одной стороны.

Посадочное место в корпусе проверяют на забоины и коррозию: течь по наружному диаметру манжеты выглядит так же, как течь по кромке. Запрессовку ведут оправкой по торцу наружного кольца, через монтажную гильзу на шлицах или шпонке, со смазанной кромкой; перекос при запрессовке даёт течь с первого пуска. Пружина кромки смотрит в сторону масла.

Рабочая жидкость определяет материал колец

Материал уплотнений гидромотора выбирают по рабочей жидкости и температуре масла в корпусе, которая выше, чем в баке. Ориентир для марок общего назначения: NBR работает в минеральных маслах до +100 °C, FKM выше и стойче к горячему маслу и части синтетических жидкостей. Разницу двух групп для масел и топлива удобно сравнить по таблице NBR или FKM. Материал фиксируется в КП.

С негорючими и биоразлагаемыми жидкостями правила другие. Водогликолевые жидкости, эфиры и фосфатные эфиры по-разному действуют на NBR, FKM и полиуретан, а часть комбинаций недопустима. Поэтому при переводе техники на другую жидкость кольца и манжету пересматривают вместе с жидкостью, сверяясь с документацией на жидкость и справочником стойкости изготовителя материала.

Какой материал выбрать для манжеты вала гидромотора?

Манжета вала гидромотора на минеральном масле обычно делается из NBR, а при температуре масла в корпусе выше примерно +100 °C или на синтетических жидкостях из FKM; это ориентир для марок общего назначения. Важнее материала исполнение: для насосов и моторов выпускают манжеты с укороченной кромкой и опорой под давление корпуса. Материал выбирают по рабочей жидкости, температуре в корпусе и допустимому давлению из каталога мотора.

Комплект по образцу собирают по позициям

Оригинальный ремкомплект на импортный мотор бывает недоступен, и комплект собирают по снятым деталям. Порядок разборки фиксируют фотографиями, каждое кольцо кладут в пакет с номером места: «крышка передняя, наружное», «распределитель, торец». Размеры снимают с канавок и посадок, а не только с изношенных деталей; как это делается для манжет, видно по разбору замеров манжеты и сальника.

Для каждой позиции записывают: где стоит, статика или вращение, наружный и внутренний диаметр, сечение, твёрдость старой детали, если её можно оценить, рабочую жидкость, давление в корпусе и температуру. Манжету вала отмечают отдельно: тип кромки, есть ли пыльник и опорное кольцо, сторона давления. Изготовить манжеты, кольца и прокладки комплекта по этим данным можно на странице манжет, сальников и грязесъёмников.

Как собрать ремкомплект гидромотора без каталожного номера?

Ремкомплект гидромотора без каталожного номера собирают по снятым деталям и посадкам. Каждое кольцо и манжету раскладывают по местам, фотографируют и подписывают, размеры снимают с канавок корпуса и крышек, а для манжеты вала отмечают тип кромки, сторону давления и наличие пыльника. К комплекту прикладывают модель мотора, рабочую жидкость, температуру и давление в корпусе: без них подбор материала будет догадкой.

Карточка мотора сокращает следующий ремонт

На парке техники одни и те же моторы ремонтируют по кругу, и каждый раз собирать комплект с нуля дорого. Удобнее завести на каждую модель мотора карточку: модель и серийный номер, перечень позиций уплотнений с размерами и материалами, схема подключения дренажа или указание на обратные клапаны, рабочая жидкость, дата и наработка каждого ремонта, причина отказа. По истории ремонтов видно средний интервал и то, какая позиция отказывает первой.

Когда комплект изготовлен по образцу, деталь получает артикул вида P-000123, и следующий комплект заказывают по артикулу через повторный заказ, без повторной разборки и замеров. В карточку стоит записывать и изменения: если манжету заменили на исполнение для давления или кольца перевели на FKM, это должно быть видно механику, который откроет мотор через год. Для гидравлики предприятия в целом позиции удобно сводить на странице уплотнений для насосов и гидравлики.

Масло после ремонта проверяют вместе с фильтрами

Если мотор разобрали из-за износа пар трения, металлическая взвесь осталась в баке, рукавах и фильтрах. Новая манжета и кольца в такой жидкости изнашиваются быстрее, а частицы застревают под кромкой и режут вал. После ремонта меняют фильтрующие элементы, при сильном загрязнении промывают систему и меняют жидкость. Первые часы после пуска смотрят на дренаж и на вал: сухой вал и стабильная температура корпуса говорят, что давление в корпусе и монтаж в порядке.