Hoge temperatuur afdichting: Bestand tegen de wrijvingshitte die ontstaat tijdens het breken (temperaturen tot 150°C), zodat een goede afdichting behouden blijft en er geen smeerolie kan lekken of koelwater kan binnendringen.
Besmettingspreventie: Voorkomt dat stof, ertsdeeltjes en ander vuil het interne smeersysteem binnendringen, waardoor slijtage van lagers en tandwielen wordt verminderd.
Thermische isolatie: Scheiding van de hogetemperatuur-breekruimte van het lagetemperatuur-smeersysteem, waardoor gevoelige componenten worden beschermd tegen hitteschade.
Trillingsabsorptie: Absorberen van kleine radiale en axiale trillingen tussen in elkaar passende onderdelen, verminderen van geluid en verlengen van de levensduur van aangrenzende componenten.
Metalen frame: Een ronde basis van koolstofarm staal (Q235 of 10# staal) voor structurele stijfheid. De basis heeft een U- of L-vormige doorsnede om het afdichtingsmateriaal te ondersteunen en de maatvastheid bij hitte te garanderen.
Afdichtingsvoering: Een slijtvast, hittebestendig materiaal dat aan het metalen frame is gelijmd of mechanisch is bevestigd. Veelvoorkomende materialen zijn:
Hogetemperatuurrubber (EPDM of Viton): Bestand tegen oliën en temperaturen tot 200°C, gebruikt in toepassingen met matige hitte.
Grafiet-ingebedde composiet: Verbetert de hittebestendigheid (tot 300°C) en zelf-smering, geschikt voor omgevingen met veel wrijving.
Metaalversterkt vilt: Gecomprimeerde wol of synthetische vezels geïmpregneerd met hittebestendige hars, die zich goed aanpassen aan oneffen oppervlakken.
Retentiegroeven: Omtreksgroeven op het metalen frame zorgen voor het vastzetten van de afdichtingsvoering, zodat losraken tijdens trillingen wordt voorkomen.
Flensranden: Dunne, flexibele lippen op de afdichtingsvoering die tegen de contactvlakken (afstelring of hoofdframe) drukken om een goede afdichting te creëren onder voorspanning.
Ventilatiegaten (optioneel): Kleine gaatjes geboord door het metalen frame om ingesloten lucht of vocht te laten ontsnappen, om te voorkomen dat er druk ontstaat die de afdichting zou kunnen verstoren.
Materiaalkeuze:
Laagkoolstofstaal (Q235) heeft de voorkeur vanwege de goede gietbaarheid, lasbaarheid en gemiddelde sterkte (treksterkte ≥ 375 MPa). Voor toepassingen met hoge spanning wordt gelegeerd gietstaal (ZG230-450) gebruikt om de stijfheid te verbeteren.
Patroon maken:
Er wordt een houten of schuimpatroon gemaakt dat de buitendiameter (meestal 300-1200 mm), de binnendiameter en de dwarsdoorsnede (U/L-vormig) van de ring nabootst. Er wordt een krimpmarge (1,2-1,5%) toegevoegd om rekening te houden met krimp door koeling.
Vormgeving:
Groene zandvormen worden gemaakt met een cope en drag, waarbij een zandkern de binnenboring vormt. De malholte wordt bekleed met een kleiwaslaag om een gladde oppervlakteafwerking van het gietstuk te garanderen.
Smelten en gieten:
Het staal wordt gesmolten in een koepeloven of elektrische oven bij 1500–1550°C, met een chemische samenstelling die wordt gecontroleerd op C 0,12–0,20%, Mn 0,3–0,6% (voor Q235) om brosheid te voorkomen.
Het gieten gebeurt bij 1450–1480°C met behulp van een gietlepel. Zorg voor een constante stroomsnelheid om de vormholte te vullen zonder turbulentie, waardoor de porositeit wordt verminderd.
Koelen en uitschudden:
Het gietstuk wordt 12 tot 24 uur in de mal afgekoeld om thermische spanning te minimaliseren en vervolgens door middel van trillingen verwijderd. Zandresten worden verwijderd door middel van stralen (G40 staalgrit).
Warmtebehandeling:
Gloeien bij 600–650°C (luchtgekoeld) verlicht de gietspanning en verlaagt de hardheid tot 130–180 HBW voor eenvoudiger bewerken.
Raambewerking:
De gegoten ring wordt op een CNC-draaibank gemonteerd om de buitendiameter, binnendiameter en flensvlakken te bewerken, waarbij een nabewerkingsmarge van 0,5–1 mm wordt aangehouden. Belangrijke afmetingen (bijv. ringbreedte, flensdikte) worden gecontroleerd tot ±0,1 mm.
Met een CNC-freesmachine worden bevestigingsgroeven voor de afdichtingsvoering gefreesd met een precieze diepte (2–5 mm) en breedte (3–8 mm) om een veilige verbinding te garanderen.
Voorbereiding van de afdichtingsvoering:
Voor rubberliners: EPDM- of Viton-platen worden op maat gesneden met een stans, met een tolerantie van ±0,5 mm. Het hechtoppervlak wordt opgeruwd door middel van zandstralen (Ra25–50 μm) om de hechting te verbeteren.
Voor grafietcomposieten: Geperste grafietplaten worden gesneden en gevormd met behulp van waterstraalsnijden, waarbij een gelijkmatige dikte (3–10 mm) over de ring wordt gegarandeerd.
Liner Bonding:
Het hechtoppervlak van het metalen frame wordt gereinigd met aceton om olie en vuil te verwijderen. Een hittebestendige lijm (op epoxybasis, met een bedrijfstemperatuur tot 200 °C) wordt gelijkmatig aangebracht met een dikte van 0,1-0,2 mm.
De liner wordt met een hydraulische pers (druk: 0,5–1 MPa) op het frame gedrukt en in een oven bij 80–100°C gedurende 2–4 uur uitgehard om de volledige hechtsterkte te bereiken.
Afwerking:
De gemonteerde ring is afgewerkt met een gedraaide afwerking, zodat de afdichtlippen een glad oppervlak hebben (Ra1,6–3,2 μm), wat zorgt voor effectief contact met de passende componenten.
De flensranden zijn ontbraamd om scherpe hoeken te verwijderen, zodat er tijdens de installatie geen schade aan aangrenzende afdichtingen kan ontstaan.
Optionele oppervlaktebehandeling:
Het metalen frame is voorzien van een zinklaag (5–8 μm) of epoxyverf om corrosie in vochtige omgevingen te voorkomen.
Materiaaltesten:
Metalen frame: Spectrometrische analyse verifieert de chemische samenstelling (bijv. Q235: C ≤ 0,22%, Mn ≤ 1,4%). Trekproeven bevestigen een sterkte ≥ 375 MPa.
Afdichtingsvoering: Rubbermonsters ondergaan hardheidstests (Shore A 60–80 voor EPDM) en hitteverouderingstesten (70°C gedurende 72 uur, met hardheidsverandering ≤±5 Shore A).
Controles op dimensionale nauwkeurigheid:
Een coördinatenmeetmachine (CMM) inspecteert kritische afmetingen: buitendiameter (±0,1 mm), binnendiameter (±0,1 mm) en uniformiteit van de voeringdikte (variatie ≤0,05 mm).
De vlakheid van de flensoppervlakken wordt gemeten met een vlakplaat en een voelermaat, met een tolerantie ≤0,1 mm/m.
Testen van de bindingssterkte:
Destructief onderzoek van monsterringen: een deel van de voering wordt loodrecht op het frame getrokken met behulp van een trekbank. Hierbij is een minimale verbindingssterkte van 3 MPa voor rubberen voeringen en 5 MPa voor grafietcomposieten vereist.
Testen van afdichtingsprestaties:
Druktest: De ring wordt in een testopstelling geïnstalleerd en gedurende 30 minuten blootgesteld aan een luchtdruk van 0,3 MPa, zonder dat er lekkage wordt gedetecteerd door het aanbrengen van een zeepoplossing.
Warmtecycli: De ring wordt gedurende 1 uur blootgesteld aan 200°C en vervolgens afgekoeld tot 25°C (herhaald 100 cycli). Na de test wordt gecontroleerd of de voering niet loslaat of scheurt.
Visuele en functionele inspectie:
De afdichtingslippen worden onder vergroting (10x) geïnspecteerd om er zeker van te zijn dat er geen scheuren, luchtbellen of onregelmatigheden zijn.
Een proefpassing met passende componenten (afstelring, hoofdframe) bevestigt de juiste uitlijning en contactdruk over het gehele afdichtingsoppervlak.
