静的シールと動的シールの違いは何ですか

シールは、漏れを防ぎ、最適なパフォーマンスを確保する機械の重要なコンポーネントです。ただし、静的または動的のシールの種類を間違えると、高額な故障、ダウンタイムの延長、潜在的な安全上の問題につながる可能性があります。

この投稿では、静的シールと動的シールを区別する重要な要素を説明し、意思決定プロセスを支援します。

静的シールとは

あ 静的シール は、互いに相対的に動かない 2 つの表面間の漏れを防ぐシールの一種です。静的シールは、2 つの固定された接合面の間で圧縮されるように設計されており、システムから流体が漏れるのを防ぐ侵入不可能なバリアを作成します。これらのシールは、シール材の圧縮と変形を利用して、潜在的な漏れ経路をブロックします。

ダイナミックシールとは

ダイナミックシールは、回転シャフトや往復ロッドなど、相対的に移動するコンポーネント間の漏れを防止するように設計されています。これらのシールは、動きに対応しながら流体を封じ込める必要があるため、その設計と適用は静的シールよりも困難です。

静的シールと動的シールの主な違い

リーク率

静的シールは、高真空または高圧システムなど、いかなる漏れも許容されない用途で使用されるため、漏れが最小限またはゼロになるように設計されています。

動的シールは、相対的な動きによって生じる固有の課題のため、通常、静的シールに比べて漏れ率が高くなります。

相対運動

静的シールは、接合面に対して動きなく動作します。

ダイナミックシールは、密閉性を維持しながら、往復、振動、回転などの連続または断続的な動作に対応する必要があります。

押し出しリスク

ダイナミック シールの動きによって、シールの押し出しのリスクも生じます。シールの押し出しでは、シールの材料がコンポーネント間の隙間に押し込まれたり押し込まれたりします。押し出しにより、シールが損傷したり、漏れが生じたり、早期に故障したりすることがあります。このリスクを軽減するために、ダイナミック シールにはバックアップ リングや特殊な形状が必要になることがよくあります。

静的シールは動きがないため押し出しの影響を受けません。

摩擦

ダイナミックシールは、相手面と擦れることで本質的に摩擦を生じます。この摩擦により、熱が蓄積され、シールが摩耗し、エネルギーが失われます。

静的シールはスライド動作をしないため、摩擦は最小限に抑えられます。

料金

動的シールは複雑なため、一般的に、同等の静的シールよりも高価になります。精密な製造、厳しい公差、押し出し防止機能、高性能材料などの要因が、動的シールのコスト増加の一因となっています。

寿命

ダイナミックシールの耐用年数は、通常、スタティックシールの耐用年数よりも短くなります。継続的な動きと摩擦による摩耗により、ダイナミックシールは徐々に劣化するため、漏れを防ぐために定期的な検査と交換が必要になります。

静的シールは、経年変化や環境による材料の劣化がない限り、アセンブリの寿命まで持続することがよくあります。

圧縮耐性

静的シールは、圧縮の変化やフランジ表面の凹凸に対してより寛容です。漏れることなく、より広範囲の圧縮に耐えることができます。

ダイナミックシールでは、過度の摩擦を起こさずにシールを維持するために、圧縮をより厳密に制御する必要があります。

速度制限

シールと嵌合部品間の表面速度は、ダイナミック シールの制限要因です。速度制限を超えると、急速な摩耗、過熱、シールの故障の原因となります。ダイナミック シールの設計ごとに、材質と動作条件に基づいて最大許容速度が定められています。

静的シールには固有の速度制限はありません。

メンテナンス

動的シールは摩耗しやすく寿命が短いため、静的シールに比べてより頻繁なメンテナンスが必要です。信頼性の高いパフォーマンスを確保するには、定期的な検査、潤滑、交換が必要です。

静的シールは一般的にメンテナンスの必要性が少なく、主に経年劣化や化学的な攻撃による劣化を監視する必要があります。

材料の選択

静的シールと動的シールの両方にエラストマーとポリマーを使用できますが、動的シールでは動きと摩擦に耐えるために、より高品質の材料が必要になることがよくあります。耐摩耗性、低摩擦、高温安定性などの特性が優先されます。シール材料は、シールされる媒体と環境条件に適合している必要もあります。

静的シール材料は、主に化学的適合性と硬度に基づいて選択できます。

グランドデザイン

シールを保持するグランドまたはキャビティは、静的および動的アプリケーションで異なる設計になっています。動的シール グランドは、シャフトまたはボアの動きを考慮し、シールが曲がって押し出しを防ぐためのスペースを確保する必要があります。バックアップ リング、押し出し防止リップ、D 字型キャビティなどの特殊な形状が組み込まれている場合もあります。

静的シール グランドは通常、より単純で、シールの圧縮と保持に重点を置いています。