Уплотнения для лесной и лесозаготовительной техники

Узлы у лесной машины те же, что у карьерного экскаватора, отличаются условия их работы. Цилиндры, гидромоторы и поворотные соединения у харвестера и форвардера устроены так же, как у другой гидрофицированной техники, и комплект цилиндра собирают из обычных уплотнений гидроцилиндров. Отличаются среда на штоке (щепа, кора, смола, снег), мороз ночной стоянки (на северных делянках ориентир −40 °C и ниже), а также рабочая жидкость: на лесозаготовках всё чаще заливают биоразлагаемые масла, к которым привычные материалы относятся по-разному.

Харвестер и форвардер нагружают гидравлику по-разному

Харвестер валит дерево, обрезает сучья и раскряжёвывает ствол прямо в захвате, поэтому основная нагрузка приходится на головку: цилиндры ножей-сучкорезов, прижимных рычагов, гидромоторы протяжных вальцов и пилы. Цикл короткий и частый, шток уходит в облако опилок и коры десятки раз за час. Манипулятор харвестера работает с весом ствола и ударами при валке.

Форвардер возит сортименты, и его гидравлика нагружена иначе: манипулятор с ротатором и грейфером, рулевые цилиндры шарнирной рамы, иногда цилиндры балансиров тележек. Штоки грейфера чаще бывают в грязи и снегу, чем в щепе. Общая логика ремонта манипуляторов на шасси совпадает с кранами-манипуляторами, а лесная специфика сидит в головке, ротаторе и выборе материала.

Щепа и кора работают по штоку как абразив

Опилки и мелкая щепа сами по себе мягче хрома, но с ними на шток приходит песок с комля и почвы. Эта смесь налипает на влажный или смолистый шток и при втягивании идёт к грязесъёмнику. Если кромка грязесъёмника округлилась или порвана, частицы проходят дальше и режут рабочую кромку манжеты. Поэтому в комплект для головки харвестера грязесъёмник входит всегда, даже если течёт только манжета.

Полиуретан для манжет и грязесъёмников лесной техники выбирают из-за износостойкости. В справочнике Parker O-Ring Handbook ORD 5700 (раздел 2) полиуретанам как классу приписана отличная стойкость к износу и высокая прочность на разрыв по сравнению с другими эластомерами. Там же указаны и границы: рабочая температура примерно до +82 °C и стойкость в воде до +50 °C. Для гидравлики, где масло в жару нагревается выше, это ограничение проверяют по руководству машины.

Живица на штоке твердеет и рвёт кромку

Хвойная смола на штоке ведёт себя иначе, чем грязь. Она липкая, держит на себе опилки, а на морозе твердеет до корки. Грязесъёмник скользит по такой корке и срезает её частично, а твёрдые обломки попадают под манжету. Химически смола тоже не нейтральна: в ней есть скипидар и канифоль. По таблице Parker ORD 5700 нитрильная резина в скипидаре получает оценку 1 («удовлетворительно»), а полиуретан AU/EU в скипидаре оценён 4 («неудовлетворительно»); в канифоли NBR получает 2, полиуретан 3. Таблица описывает погружение в чистую жидкость, а на штоке смола бывает пятнами, поэтому эти оценки показывают направление риска и ничего не говорят о ресурсе в моточасах.

Шток головки очищают от смолы при каждом обслуживании, а при ремонте осматривают снятый грязесъёмник: если кромка набухла, стала липкой или потеряла форму, причину ищут в смоле и чистке, и в заявке на новый комплект это отмечают отдельной строкой.

Мороз на делянке определяет марку манжет

Зимняя заготовка идёт при температурах, на которых обычная резина теряет эластичность. Parker ORD 5700 указывает для NBR морозостойкость от −34 до −57 °C в зависимости от конкретной рецептуры, а для полиуретанов как класса около −40 °C. Разброс в 23 градуса внутри одного обозначения NBR и объясняет, почему запись «NBR» в заявке ничего не говорит о морозе. Для лесной машины в заявке указывают самую низкую температуру ночной стоянки за прошлую зиму и спрашивают у изготовителя, под какую температуру подобрана марка.

Утренний пуск даёт отдельный износ. Холодное масло густое, кромка манжеты жёсткая, и первые ходы цилиндра идут с подтёком, пока жидкость не прогреется по процедуре из руководства. К свойствам морозостойкой резины у лесной машины прибавляется одна деталь: смола и лёд на штоке в мороз твёрже, чем летом, и грязесъёмник зимой изнашивается быстрее.

Какие уплотнения нужны харвестеру для работы зимой?

Уплотнения харвестера для зимней заготовки подбирают по самой низкой температуре стоянки и по жидкости в баке. Для NBR справочник Parker ORD 5700 даёт морозостойкость от −34 до −57 °C в зависимости от рецептуры, для полиуретанов около −40 °C. Поэтому марку уточняют у изготовителя по паспорту или протоколу. Манжеты и грязесъёмники головки меняют парой, а шток перед сборкой очищают от смолы и льда.

Биоразлагаемая жидкость меняет таблицу стойкости

Экологически приемлемые гидравлические жидкости описаны в стандарте ISO 15380:2023. Он делит их на четыре группы: HETG на триглицеридах (растительные масла), HEES на синтетических эфирах, HEPG на полигликолях и HEPR на полиальфаолефинах и родственных углеводородах. Для уплотнений эти группы различаются сильнее, чем для насоса, поэтому в заявке пишут группу и марку жидкости, а не слово «биомасло».

По таблице совместимости Parker ORD 5700 (оценки: 1 удовлетворительно, 2 удовлетворительно с оговоркой, обычно для статики, 3 сомнительно, 4 неудовлетворительно) картина такая, а состав конкретного масла может её изменить.

Из таблицы видны две вещи. Полиуретан, привычный для манжет лесной техники, в эфирах и полигликолях оценён как неудовлетворительный, и для таких жидкостей манжеты подбирают по данным изготовителя масла и уплотнения. EPDM в рапсовом масле и полигликоле получает 1, но в нефтяном масле 4, поэтому в системе, где остались следы минерального масла, его не ставят.

Какой материал уплотнений подходит для рапсового гидравлического масла?

Для рапсового гидравлического масла группы HETG по таблице Parker ORD 5700 лучшую оценку получают FKM и EPDM (1), а NBR, HNBR и полиуретан оценены как 2: удовлетворительно с оговоркой, обычно для статических уплотнений. Растительные масла стареют при нагреве, и продукты окисления влияют на резину сильнее свежего масла. Поэтому материал подтверждают данными изготовителя жидкости, а EPDM исключают, если в системе остались следы минерального масла.

Перевод машины на биомасло проверяют по списку уплотнений

Перед сменой жидкости составляют перечень всех уплотнений гидросистемы: цилиндры манипулятора и головки, ротатор, гидромоторы хода и пилы, насос, распределители, фитинги, фильтры. По каждой позиции записывают материал, если он известен из каталога, и отмечают неизвестные. Позиции с полиуретаном в контакте с эфирной или полигликолевой жидкостью и позиции с неизвестным материалом идут в замену вместе с маслом, остальные ставят под наблюдение на первые сотни моточасов.

Определить материал снятой детали без документов можно только приблизительно: по виду, твёрдости и поведению в масле. Те же признаки помогают определить материал резины любой детали, а для лесной машины к ним добавляется вопрос, на какой жидкости деталь работала до снятия.

Ротатор и гидромоторы теряют давление через кольца

Ротатор между манипулятором и грейфером или головкой вращается и одновременно передаёт масло к цилиндрам и моторам захвата. Внутри стоит пакет колец вращающегося соединения. Когда они изнашиваются, масло перетекает между каналами: грейфер слабо сжимает пачку, головка хуже держит ствол, захват самопроизвольно поворачивается. При заказе по образцу из ротатора снимают все кольца сразу и раскладывают по порядку каналов, потому что соседние кольца близки по размеру.

Манжеты валов гидромоторов пилы и протяжных вальцов работают на оборотах и под давлением в корпусе. Если давление в дренажной линии выше допустимого для манжеты, она выдавливается или течёт по валу вне зависимости от материала. Перед заказом новой манжеты механик проверяет дренаж по руководству мотора, иначе замена повторится через несколько смен. Манжету вала заказывают по диаметру вала, диаметру и глубине посадки в корпусе, а образец прикладывают ради профиля кромки; такие позиции относятся к группе манжет, сальников и грязесъёмников.

Разборку в лесу начинают со сброшенного давления

Ремонт гидравлики в поле ведёт допущенный персонал на остановленной и заглушённой машине. Манипулятор опускают на землю или надёжно фиксируют, головку кладут на опору, давление в гидросистеме и гидроаккумуляторах сбрасывают по процедуре производителя, масло и узел дают остыть. Цилиндр, который держит стрелу на весу, не разбирают. Шток и крышку буксы очищают от смолы и щепы до того, как открыть цилиндр.

Чистота сборки на делянке решает судьбу нового комплекта. Детали раскладывают на чистой ткани или в будке мастерской, канавки протирают, новые манжеты не кладут на снег и опилки. Комплект привозят в закрытой упаковке, подписанной по позициям: «шток», «поршень», «букса».

Ресурс нового комплекта подтверждают пробой

Изготовитель уплотнений может назвать материал, его ориентировочный диапазон температур и оценку стойкости по справочнику. Обещать конкретный ресурс в моточасах для машины на рапсовом масле, в смоле и при −45 °C без испытаний нельзя: на ресурс влияют состояние штока, направляющие, чистота масла и манера работы оператора. Поэтому для новой марки материала или новой жидкости ставят пробный комплект на одну машину и записывают моточасы до первой течи.

Такая проба дешевле, чем партия на весь парк, которая окажется несовместимой с маслом. Если пробный комплект отработал сезон без замечаний, остальные машины переводят на ту же марку, а позиция получает артикул вида P-000123 и дальше заказывается повтором. Если течь появилась рано, снятые детали сохраняют для разбора: по набуханию, трещинам и рискам видно, что виновато, жидкость, мороз или абразив.

Если в баке минеральное масло, базовый выбор манжет полиуретан и NBR, и дальше марку уточняют по морозу стоянки. Если жидкость биоразлагаемая, сначала смотрят её группу: при эфирах и полигликолях полиуретан не ставят без подтверждения изготовителя, при растительном масле выбирают между FKM и проверенными марками NBR. В обоих случаях новый материал проходит пробу на одной машине.

Для расчёта комплекта нужны жидкость, мороз и канавки

Изготовителю пишут модель машины, узел и позицию цилиндра, группу и марку гидрожидкости, самую низкую температуру стоянки, особенности участка (смола, болото, песок). Снятые уплотнения присылают как образец профиля, а размеры берут с металла: шток, гильза, дно и ширина канавок, посадка грязесъёмника. Изношенная манжета после сезона в щепе уже не равна исходной детали.

Наша компания производит уплотнения по образцу, эскизу и замерам, поэтому комплекты по образцу для импортных харвестеров и форвардеров делают и без каталожного номера. Если машина стоит на делянке, в первой строке заявки так и пишут, а вместе с образцом прикладывают фото штока: по рискам и смоле на нём видно, что ещё придётся исправить до сборки.