Oringi NBR do hydrauliki – jaką twardość wybrać?

Oringi NBR do hydrauliki należą do najczęściej stosowanych uszczelnień w siłownikach, pompach, zaworach, rozdzielaczach i różnego rodzaju połączeniach hydraulicznych. Kauczuk NBR dobrze współpracuje z wieloma olejami mineralnymi i płynami hydraulicznymi, dlatego O-ringi NBR od lat stanowią jedno z podstawowych rozwiązań stosowanych w hydraulice przemysłowej, mobilnej i maszynowej.

Sam wybór materiału NBR to jednak dopiero pierwszy krok. Bardzo ważna jest również twardość O-ringu. Do najczęściej spotykanych należą NBR 60, NBR 70 oraz NBR 90 ShA.

Który wariant wybrać? Czy do hydrauliki zawsze najlepszy jest Oring NBR 90? Kiedy wystarczy standardowy NBR 70, a kiedy warto zastosować bardziej elastyczny NBR 60?

W tym poradniku wyjaśniamy, jak dobrać twardość Oringów NBR do hydrauliki i na jakie dodatkowe parametry zwrócić uwagę, aby uzyskać trwałe i skuteczne uszczelnienie.

NBR, czyli kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy, jest materiałem szczególnie cenionym za dobrą odporność na wiele:

• olejów mineralnych,
• płynów hydraulicznych,
• smarów,
• olejów maszynowych,
• olejów napędowych,
• innych produktów ropopochodnych.

To właśnie dlatego Oringi NBR są tak popularne w układach hydraulicznych.

W hydraulice O-ringi mogą być stosowane między innymi w:

• siłownikach hydraulicznych,
• pompach,
• rozdzielaczach,
• zaworach,
• szybkozłączach,
• przewodach hydraulicznych,
• złączkach,
• króćcach,
• agregatach hydraulicznych,
• maszynach przemysłowych,
• maszynach budowlanych,
• maszynach rolniczych,
• podnośnikach,
• urządzeniach transportowych.

Odpowiednio dobrany O-ring NBR pozwala ograniczyć wycieki oleju oraz utrzymać prawidłowe ciśnienie w układzie.

➡️ Sprawdź ofertę Oringów NBR w ProPolimer

Twardość elastomeru określa jego odporność na odkształcenie pod wpływem nacisku. W przypadku O-ringów najczęściej spotyka się oznaczenie w skali Shore A lub IRHD.

W uproszczeniu:

im niższa twardość, tym O-ring jest bardziej miękki i elastyczny, natomiast im wyższa twardość, tym jest bardziej odporny na deformację i wytłaczanie w szczelinę.

Nie oznacza to jednak, że twardszy O-ring zawsze jest lepszy.

Bardziej miękkie uszczelnienie lepiej dopasowuje się do powierzchni i może skuteczniej uszczelniać przy niewielkim docisku. Z kolei twardsze O-ringi są bardziej odporne na deformację, ale wymagają właściwie zaprojektowanego rowka i mogą być trudniejsze w montażu.

Dlatego przy wyborze Oringów NBR do hydrauliki należy znaleźć odpowiedni kompromis pomiędzy elastycznością a odpornością mechaniczną.

Oringi NBR 60 ShA są najbardziej elastyczne spośród trzech popularnych wariantów twardości.

Miększy elastomer łatwo dopasowuje się do uszczelnianych powierzchni i może dobrze pracować tam, gdzie wymagany jest niewielki docisk.

NBR 60 warto rozważyć między innymi w:

• układach o niższym ciśnieniu,
• połączeniach statycznych,
• aplikacjach wymagających dużej elastyczności,
• uszczelnieniach powierzchni o niewielkich nierównościach,
• zastosowaniach, gdzie ważne jest łatwe dopasowanie O-ringu.

Zaletą NBR 60 jest elastyczność, ale ta sama cecha może być ograniczeniem przy wysokim ciśnieniu.

Jeżeli pomiędzy współpracującymi elementami występuje zbyt duża szczelina, miękki O-ring może być bardziej podatny na wytłaczanie.

Dlatego NBR 60 nie jest zwykle pierwszym wyborem do hydrauliki wysokociśnieniowej.

Oringi NBR 70 ShA są jednym z najczęściej stosowanych wariantów w hydraulice.

Twardość około 70 ShA zapewnia bardzo dobry kompromis pomiędzy:

• elastycznością,
• możliwością dopasowania do powierzchni,
• odpornością mechaniczną,
• odpornością na ściskanie,
• łatwością montażu,
• odpornością na deformację.

Dlatego NBR 70 można traktować jako standardowy punkt wyjścia przy doborze O-ringu do wielu typowych układów hydraulicznych.

Oringi NBR 70 są często stosowane w:

• standardowych siłownikach hydraulicznych,
• pompach,
• zaworach,
• rozdzielaczach,
• przyłączach,
• przewodach,
• złączkach,
• układach smarowania,
• maszynach przemysłowych.

Jeżeli warunki pracy nie są ekstremalne, a rowek uszczelniający został prawidłowo wykonany, O-ring NBR 70 może zapewnić bardzo dobre połączenie szczelności, trwałości i ekonomii.

W układach o większym ciśnieniu i obciążeniu mechanicznym warto rozważyć Oringi NBR 90 ShA.

NBR 90 jest znacznie twardszy od standardowego NBR 70. Dzięki temu wykazuje większą odporność na deformację i jest mniej podatny na wytłaczanie w szczelinę pomiędzy współpracującymi elementami.

Oringi NBR 90 są szczególnie interesującym rozwiązaniem w hydraulice wysokociśnieniowej.

Stosuje się je między innymi w:

• hydraulice siłowej,
• maszynach budowlanych,
• koparkach,
• ładowarkach,
• maszynach rolniczych,
• ciężkich maszynach przemysłowych,
• złączach hydraulicznych,
• urządzeniach pracujących przy dużych obciążeniach.

Trzeba jednak pamiętać o bardzo ważnej zasadzie:

większa twardość O-ringu nie zastępuje prawidłowego projektu uszczelnienia.

Jeżeli szczelina pomiędzy elementami jest zbyt duża, ciśnienie bardzo wysokie albo rowek ma nieprawidłowe wymiary, nawet NBR 90 może ulec uszkodzeniu.

W takich sytuacjach konieczne może być zastosowanie pierścienia podporowego, który ogranicza możliwość wytłaczania O-ringu w szczelinę.

Tabela jest wskazówką ogólną. Ostateczny dobór powinien uwzględniać konstrukcję konkretnego układu hydraulicznego.

Nie zawsze.

To bardzo ważne, ponieważ często można spotkać uproszczoną zasadę:

„wysokie ciśnienie = NBR 90”.

W praktyce sytuacja jest bardziej złożona.

O tym, czy O-ring będzie odporny na wysokie ciśnienie, decydują również:

• wielkość szczeliny montażowej,
• średnica O-ringu,
• przekrój uszczelnienia,
• konstrukcja rowka,
• temperatura,
• rodzaj ruchu,
• wartość i charakter zmian ciśnienia,
• stan powierzchni,
• zastosowanie pierścienia podporowego.

Przy bardzo małej szczelinie odpowiednio dobrany NBR 70 może pracować w wymagających warunkach. Z kolei nawet NBR 90 może zostać uszkodzony, jeżeli szczelina jest zbyt duża.

Dlatego twardość jest jednym z elementów doboru, ale nie jedynym.

W hydraulice jednym z charakterystycznych uszkodzeń jest wytłaczanie, nazywane również ekstruzją O-ringu.

Pod wpływem wysokiego ciśnienia elastomer jest wciskany w szczelinę pomiędzy współpracującymi elementami.

Po pewnym czasie na O-ringu mogą pojawić się:

• postrzępione krawędzie,
• nacięcia,
• ubytki materiału,
• charakterystyczne uszkodzenia po stronie niskiego ciśnienia.

Ryzyko wzrasta, gdy:

• ciśnienie jest wysokie,
• szczelina jest duża,
• temperatura jest wysoka,
• elastomer jest zbyt miękki.

Jednym ze sposobów ograniczenia tego problemu jest zastosowanie twardszego O-ringu NBR 90.

Drugim rozwiązaniem jest pierścień podporowy, który mechanicznie zamyka szczelinę i utrudnia wytłaczanie elastomeru.

Pierścienie podporowe stosuje się przede wszystkim w wymagających układach hydraulicznych, w których istnieje ryzyko wytłaczania O-ringu.

Warto je rozważyć przy:

• wysokim ciśnieniu,
• dużej szczelinie montażowej,
• pulsacjach ciśnienia,
• wysokiej temperaturze,
• wymagających zastosowaniach dynamicznych.

W układzie z ciśnieniem działającym tylko z jednej strony pierścień podporowy montuje się zazwyczaj od strony niskiego ciśnienia.

Jeżeli ciśnienie może działać naprzemiennie z obu stron, stosuje się pierścienie podporowe po obu stronach O-ringu.

Temperatura ma duży wpływ na zachowanie elastomeru.

Wraz ze wzrostem temperatury guma może stawać się bardziej podatna na deformację. Jednocześnie długotrwałe działanie wysokiej temperatury przyspiesza proces starzenia materiału.

Dlatego układ pracujący jednocześnie przy:

wysokim ciśnieniu + wysokiej temperaturze

jest dla O-ringu znacznie bardziej wymagający niż instalacja pracująca pod tym samym ciśnieniem w temperaturze pokojowej.

ProPolimer oferuje O-ringi NBR do wielu zastosowań olejowych i hydraulicznych. Przed wyborem należy jednak zawsze sprawdzić temperaturę dopuszczalną dla konkretnej mieszanki.

Jeżeli układ pracuje stale w temperaturze przekraczającej możliwości NBR, rozwiązaniem może być zastosowanie O-ringów FKM lub innego materiału o większej odporności termicznej.

Nie można powiedzieć, że NBR 90 uszczelnia lepiej.

Uszczelnia inaczej.

NBR 90 jest bardziej odporny na deformację, ale jednocześnie mniej elastyczny. Jeżeli powierzchnie mają niewielkie nierówności lub wymagany jest stosunkowo mały docisk, bardziej elastyczny NBR 70 może dopasować się do powierzchni skuteczniej.

Dlatego:

NBR 70 wybiera się głównie ze względu na uniwersalność, natomiast NBR 90 wtedy, gdy zwiększona twardość daje konkretną korzyść mechaniczną.

Stosowanie NBR 90 „na wszelki wypadek” nie zawsze jest najlepszym rozwiązaniem.

Nie istnieje jedna odpowiedź odpowiednia dla każdego siłownika.

W standardowych warunkach dobrym punktem wyjścia może być NBR 70 ShA.

Jeżeli jednak występuje:

• wysokie ciśnienie,
• większa szczelina,
• duże obciążenie,
• ryzyko ekstruzji,

warto rozważyć NBR 90 ShA lub zastosowanie dodatkowego pierścienia podporowego.

W siłownikach dynamicznych należy również pamiętać o tarciu i jakości powierzchni współpracujących.

W wielu typowych złączach hydraulicznych stosuje się O-ringi NBR 70, ponieważ zapewniają dobry kompromis pomiędzy elastycznością i wytrzymałością.

W połączeniach wysokociśnieniowych oraz szczególnie obciążonych mechanicznie stosuje się również NBR 90.

Bardzo ważny jest jednak prawidłowy wymiar.

O-ring o niewłaściwej średnicy wewnętrznej albo przekroju może przeciekać niezależnie od tego, czy wykonano go z NBR 70 czy NBR 90.

Hydraulika mobilna należy do bardziej wymagających zastosowań.

Koparki, ładowarki, maszyny rolnicze, podnośniki i inne urządzenia pracują często przy:

• dużych obciążeniach,
• zmiennym ciśnieniu,
• drganiach,
• zmianach temperatury,
• intensywnych cyklach pracy.

W takich zastosowaniach Oringi NBR 90 mogą być szczególnie przydatne ze względu na większą odporność na deformację i wytłaczanie.

Nie oznacza to jednak, że w całej maszynie należy stosować wyłącznie 90 ShA.

W wielu mniej obciążonych miejscach standardowy NBR 70 pozostaje właściwym i ekonomicznym rozwiązaniem.

Pompy hydrauliczne wymagają bardzo dobrej szczelności, ponieważ nawet niewielki wyciek może wpływać na sprawność całego układu.

W zależności od miejsca montażu stosowane mogą być NBR 70 lub NBR 90.

Należy uwzględnić:

• ciśnienie,
• temperaturę oleju,
• rodzaj oleju hydraulicznego,
• konstrukcję gniazda,
• pracę statyczną lub dynamiczną.

Nie należy dobierać twardości wyłącznie na podstawie informacji, że O-ring pochodzi z pompy.

Oprócz materiału i twardości bardzo ważny jest odpowiedni wymiar.

W maszynach europejskich powszechnie stosuje się Oringi NBR metryczne, natomiast w wielu urządzeniach produkcji amerykańskiej i importowanych można znaleźć O-ringi calowe, między innymi zgodne z wymiarami AS568.

Różnica pomiędzy wymiarem metrycznym i calowym może być bardzo niewielka.

O-ring może wyglądać na odpowiedni, a mimo to po zamontowaniu mieć:

• niewłaściwe rozciągnięcie,
• zbyt mały docisk,
• zbyt duży docisk,
• tendencję do skręcania,
• niewystarczającą szczelność.

Dlatego przed zakupem należy dokładnie określić średnicę wewnętrzną i przekrój O-ringu.

Jednym z najczęstszych błędów jest wybór O-ringu wyłącznie na podstawie jego wymiaru.

Drugim jest założenie, że im twardszy O-ring, tym lepsze uszczelnienie.

W praktyce problemami są również:

• zastosowanie NBR 60 w miejscu narażonym na duże ciśnienie i ekstruzję,
• zastosowanie NBR 90 tam, gdzie potrzebna jest większa elastyczność,
• niewłaściwy wymiar rowka,
• zbyt duża szczelina,
• brak pierścienia podporowego w wymagającej aplikacji,
• uszkodzenie O-ringu podczas montażu,
• montaż na ostrych krawędziach,
• zastosowanie materiału niekompatybilnego z płynem hydraulicznym,
• nieuwzględnienie temperatury pracy.

Prawidłowy dobór powinien więc zawsze obejmować materiał, twardość, wymiar i rzeczywiste warunki pracy.

Jeżeli szukasz prostego punktu wyjścia, można przyjąć:

NBR 60 ShA – gdy najważniejsza jest duża elastyczność, a ciśnienie i obciążenie są stosunkowo niewielkie.

NBR 70 ShA – uniwersalny wybór do większości standardowych zastosowań hydraulicznych.

NBR 90 ShA – gdy układ pracuje przy większym ciśnieniu i występuje zwiększone ryzyko deformacji lub wytłaczania O-ringu.

To jednak tylko punkt wyjścia.

Przy hydraulice wysokociśnieniowej trzeba dodatkowo sprawdzić szczelinę montażową, geometrię rowka i potrzebę zastosowania pierścienia podporowego.

W ProPolimer dostępna jest szeroka oferta Oringów NBR do hydrauliki, pneumatyki oraz zastosowań przemysłowych.

Możesz dobrać O-ringi w różnych wymiarach i twardościach, zarówno do typowych zastosowań, jak i bardziej wymagających instalacji hydraulicznych.

➡️ Sprawdź ofertę Oringów NBR w ProPolimer

Dostępność wariantów NBR 60, NBR 70 i NBR 90 pozwala dobrać uszczelnienie nie tylko do wymiaru rowka, ale również do obciążenia i charakteru pracy urządzenia.

W przypadku standardowej hydrauliki warto rozpocząć dobór od NBR 70, natomiast do bardziej wymagających aplikacji wysokociśnieniowych warto przeanalizować zastosowanie NBR 90 oraz pierścieni podporowych.

Oringi NBR są jednym z najpopularniejszych rodzajów uszczelnień stosowanych w hydraulice, ponieważ dobrze współpracują z wieloma olejami mineralnymi i płynami hydraulicznymi oraz zapewniają korzystny stosunek parametrów technicznych do ceny.

Wybór odpowiedniej twardości zależy przede wszystkim od warunków pracy:

• NBR 60 – większa elastyczność,
• NBR 70 – rozwiązanie uniwersalne,
• NBR 90 – większa odporność na deformację i wytłaczanie.

Do większości standardowych aplikacji hydraulicznych Oringi NBR 70 ShA są bardzo dobrym punktem wyjścia. W instalacjach o podwyższonym ciśnieniu warto natomiast rozważyć NBR 90.

Najważniejsze jest jednak, aby nie analizować twardości oddzielnie.

Ciśnienie, temperatura, szczelina montażowa, geometria rowka, medium i wymiar O-ringu razem decydują o trwałości uszczelnienia.

➡️ Zobacz Oringi NBR dostępne w ProPolimer

Do standardowych zastosowań hydraulicznych często wybiera się NBR 70 ShA, ponieważ zapewnia dobry kompromis pomiędzy elastycznością i odpornością mechaniczną. Przy większym ciśnieniu oraz zwiększonym ryzyku wytłaczania warto rozważyć NBR 90 ShA.

Nie w każdym zastosowaniu. NBR 90 jest twardszy i bardziej odporny na deformację, natomiast NBR 70 jest bardziej elastyczny i uniwersalny. Wybór powinien zależeć od ciśnienia, konstrukcji rowka, szczeliny i rodzaju pracy.

Czy Oringi NBR 70 nadają się do hydrauliki?

Tak. NBR 70 jest jednym z najczęściej stosowanych materiałów do standardowych układów hydraulicznych.

NBR 90 warto rozważyć przede wszystkim w instalacjach o zwiększonym ciśnieniu i obciążeniu mechanicznym oraz tam, gdzie istnieje większe ryzyko wytłaczania O-ringu w szczelinę.

Tak, ale głównie w mniej wymagających aplikacjach, w których większe znaczenie ma elastyczność niż odporność na wysokie ciśnienie.

Generalnie większa twardość zwiększa odporność elastomeru na deformację i ekstruzję, ale maksymalne dopuszczalne ciśnienie zależy również od wielkości szczeliny, temperatury, konstrukcji rowka i zastosowania pierścieni podporowych.

Pierścień podporowy jest elementem montowanym obok O-ringu w celu ograniczenia jego wytłaczania w szczelinę pod wpływem wysokiego ciśnienia. Stosuje się go przede wszystkim w bardziej wymagających instalacjach hydraulicznych.

NBR charakteryzuje się dobrą odpornością na wiele olejów mineralnych i typowych płynów hydraulicznych, dlatego jest jednym z najczęściej stosowanych materiałów uszczelniających w hydraulice. Kompatybilność należy jednak zawsze sprawdzić dla konkretnego medium.

Oringi NBR do hydrauliki można kupić w ProPolimer, gdzie dostępny jest szeroki wybór wymiarów oraz wariantów twardości.

➡️ Sprawdź Oringi NBR w ProPolimer