HNBRの建設機械への応用

建設機械の油圧伝動装置の主要構成部品である変速機トルクコンバータ（ダブルチェンジと呼ばれます）や作業機油圧装置の多方切換弁にはOリングなどのシールが使用されており、そのシール材には耐油性、耐摩耗性、高温耐性などに優れたフッ素ゴム（FKM）が使用されていることが多く、システムの漏れを防止し、システムの耐久性向上に一定の効果を上げています。しかし、このようなシールは価格が高く、油の腐朽劣化や耐寒性などに劣り、製品のコストアップや売上に影響を与えるため、既存のシール材に代わる経済的で耐久性のあるシール材の開発が必要となっています。

 

HNBR とその特性

HNBRは、日本ゼオンが1984年に発売した新しいタイプの耐油エラストマーで、自動車業界の過酷な条件下でのゴム継手の緊急ニーズに応えるために開発されました。ニトリルゴム（コード名NBR）の分子構造を選択的に水素化（飽和）処理した炭素－炭素二重結合の分子構造を変化させたニトリルゴム（コード名NBR）の優れた耐油性で、NBRの耐熱性、あずき色の化学的安定性の弱点があり、優れた強度と高温・低温耐性、耐油性・耐化学媒体性など、非常にバランスのとれた優れたユニークな性能を持っています。 NBRの優れた耐摩耗性と加工性を同時に維持します。 FKM、NBRとの比較

 

HNBR の主なパフォーマンス特性は次のとおりです。

(1) 温度適応性：HNBRは150 で長時間使用可能、175 ℃までの温度で短期間使用可能 ℃.

HNBRは230 での長時間使用、300 ℃までの短期使用が可能です ℃。 HNBRの耐熱性はNBRとFKMの中間にありますが、耐寒性の点ではFKMは耐寒性が劣ります(-15 ℃ では脆性破壊しやすい)。 HNBRは低温性能に優れ、耐油性とのバランスに優れています。

 

(2) 物理的および機械的特性: ほとんどの耐油性ゴムは引張強度が低いため、その適用範囲が制限されます。たとえば、FKM 引張強度は 19.6 ～ 21.6 MPa、HNBR 強度は NBR、ACMXNBR、EPDM、FKM よりも高く、ゼオン ZSC 水素化ニトリルブタジエンゴムなどの他の種類のゴムは引張強度が 60MPa まで高く、より重要なのは、高温での HNBR です。 （より重要なのは、高温（150 ℃ ）での強度（14.7-29.4MPa）と室温NBRは、さまざまな複雑な油や化学媒体中で高温でも同じレベルを維持でき、優れた機械的特性を維持できます。高温での物理的および機械的特性は、他のほとんどの弾性体よりも優れており、優れた耐摩耗性があります。適切なマッチングを通じて

技術の組み合わせにより、FKM に劣らない優れた高温圧縮永久変形性能が得られます。

 

（3）耐薬品性：HNBRは高温での耐油性、各種潤滑油、作動油、各種添加剤を含む燃料油、強腐食性酸化油、メタルスラグに対する耐性があり、耐オゾン性、耐高温放射線性、耐熱水性にも優れています。

 

HNBRの上記特性から、FKMと比較して、前者の総合性能はFKMが優れていますが、耐熱性、耐油性、耐燃焼油性においてはHNBRよりも優れていますが、耐蒸気性の機械的特性、耐油添加剤性、油の酸化および腐敗に対する耐性、およびその他の化学的特性などの化学的特性においてHNBRはHNBRよりも優れています。また、FKMは材料の流動性が悪いため、製造・成形工程での原料や製品の性能が安定せず、コストが高くなります。さらに、FKMは原料の流れが悪く、原料や製品の性能が不安定であるため、製造と成形のプロセスで高価ですが、HNBRは材料の成形と加工が良好で、性能が安定しており、価格が低いため、FKMよりも安価です。

 

HNBRの建設機械への適用状況と適用分析

 

HNBRの優れた総合性能により、海外ではFKMの代替品として多方面で広く使用されています。自動車産業では、自動車のクランクシャフト前後およびギアボックスのオイルシール、H型シャフトシール、燃料噴射システム用シール、ピストンシリンダー振動減衰シール、キャブレターOリングなどの製造に使用されています。冶金業界では、冶金用ハイライン圧延機の軸径両面シールや家庭用連続鋳造機の扇形シリンダー用シールの製造に使用されています。油田産業では、掘削装置や掘削装置用のシールの製造に使用されています。油田産業では、掘削用のドリルビットプロテクターのシール、坑口のシール、オイルプラグポンプのシールなどに使用されます。

 

ローダーやその他の建設機械、ギアボックス、トルコンなどの油圧トランスミッション部品の通常動作温度は理論的には80～90 ℃ 、最高でも120 ℃を超えませんが、長時間の過負荷作業などには耐えられません。 130 以上の ℃ 高温流体の内部サイクルは劣化や経時劣化を起こし、高温の熱油中で金属スラグの一部（金属部品の噛み合い運動や作業媒体中に落下する金属削りくず）がシールの衝撃によってシールを駆動し、シールの寿命に影響を与えます。

 

したがって、HNBR は、高温強度、低温耐性、高温圧縮永久変形、油および金属スラッジの酸化および酸劣化性能、および価格のその他の側面で使用でき、現在の FKM シールと置き換えることで、シールの耐用年数を向上させるだけでなく、作動媒体の交換頻度も減らすことができます。また、FKM の高温耐性は著しく小さすぎます。建設機械作業装置の油圧システムの場合、システムの作動圧力は一般に16MPa（高圧システムです）、通常の作動温度は45〜55 ℃の作動媒体（HM46またはHM32作動油）ですが、装置の作動条件が悪く、ユーザーの不適切な操作と相まって、過負荷による経済的利益の追求により、油圧システムの流量油温度がこの制限を超えて油圧の劣化を引き起こす傾向があります。油。

 

さらに、高速回転運動（油圧ポンプ）と頻繁な往復摺動の油圧システムコンポーネントの構成（油圧シリンダのピストンロッドと多方向逆転弁のバルブステム）もメタルスラグとオイルの劣化を引き起こし、シールも摩擦の影響によって引き起こされ、圧力低下や突然の圧力損失によっても引き起こされるシステムのその他の故障は、シールの引張強度と劣化に対する耐性により、現在のNBRクラスのシールに悪影響を及ぼします。オイルの特性 既存の NBR シールの場合、その引張強度とオイルの劣化に対する耐性により非常に故障しやすく、HNBR の強度により良好な回復があり、突然の圧力損失の一部がシールの性能にほとんど影響を与えないため、シリンダ、ポンプ、バルブ、およびその他の油圧コンポーネントの油圧システムで HNBR シールを使用すると、シール効果と耐用年数が大幅に向上します。