ออยซีล(Oil Seal) หรือแปลตรงตัวเรียกว่า "ซีลกันน้ำมัน" คือชิ้นส่วนที่ถูกใช้เป็นส่วนประกอบในเครื่องจักรกลหรือกลไกนั้นทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดพร้อมกับมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน ออยซีล(Oil Seal)มีหน้าที่ปิดกั้นและป้องกันของเหลวที่ใช้เป็นสารหล่อลื่นเพื่อลดการสัมผัสเสียดสี ในส่วนที่มีการเคลื่อนตัวของเครื่งจักรกล นอกจากนีhมีการนำออยซีล(Oil Seal) ยังนำไปใช้กันรั่วของสารเคมี, น้ำ และของเหลวอีกหลายชนิด
Elastomeric Sealing Matterial (ขอบซีลหลัก)
Metal Case (โครงซีล)
Gartor Spring (สปริงกด)
จะถูกประกอบอยู่ในชิ้นส่วนเครื่องจักรกลที่เป็นจุดสัมผัสเคลื่อนที่ โดยการสวมเข้ากับเพลาให้ยางขอบซีลหลัก(Elastomeric Sealing) สัมผัสกับเพลา และโครงซีล(Metal Case)ยึดติดแน่นกับเฮ้าซิ่ง(Housing)ซึ่งออยซีล(Oil Seal) จะปิดกันน้ำมัน, จารบี, สารหล่อลื่น ฯ ที่อยู่ระหว่างตลับลูกปืนกับออยซีล(Oil Seal) กันไม่ให้รั่วไหลออกด้านนอก และป้องกันฝุ่นผง,สิ่งสกปรก,น้ำ ฯ ไม่ให้เข้าสู่ภายในด้วยเช่นกัน
เครื่องจักรกลหรือกลไกต้องการให้เกิดการทำงานอย่างเต็มประสิทธิภาพ รวมทั้งอายุการทำงานที่ใช้ยาวนานอย่างเหมาะสม ออยซีล(Oil Seal)จะสัมผัสกับเพลาตลอดเวลาทั้งขณะที่เพลาหยุดนิ่งและเพลาหมุนฉะนั้น หากมีการรั่วซึมของน้ำมันหรือสารหล่อลื่นอื่นๆ รวมทั้งฝุ่นสิ่งสกปรกเข้าไปได้ จะทำให้เครื่องจักรสะดุดเดินไม่เรียบ เสียหายก่อน ถึงเวลาอันควร จึงจำเป็นต้องมีออยซีล(Oil Seal) เพื่อช่วยลดปัญหาดังกล่าว..
วัสดุที่ใช้ผลิตเป็นส่วนประกอบออยซีล(Oil Sesl Material)
1.ยางขอบซีลหลัก (Elastomeric Sealing Material)วัสดุที่นำมาผลิตใช้ผลิตยางขอบซีลหลัก(Sealing Material)ในออยซีล(Oil Seal) จะมีการใช้อยูด้วยกันหลายชนิดแต่ที่นิยมใช้กันมากในชิ้นส่วนเครื่องจักรกลทั่วๆไปก็มีไม่กี่ชนิด ส่วนชนิดที่ต้องการความพิเศษมากๆก็จะถูกผลิตและนำไปใช้เฉพาะทาง(Special List) เท่านั้นแต่ราคาก็จะสูงไปด้วยเช่นกัน วัสดุที่นิยมกันพอสรุปได้ดังนี้
NBR ความต้านทานต่อน้ำมันและความร้อนระดับหนึ่งในช่วงอุณหภูมิ -40 °C ถึง 120 °C(oil) หรือ 90°C(water) ขณะเดียวกันยังมีความยืดหยุ่นและมีความต้านทานต่อแรงกดบีบอัด ยางไนไตรยังมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับยางชนิดอื่น ๆ และมีความต้านทานการสึกหรอสูง จึงนิยมใช้กันมาก
EPDM กันรั่วซึมในของเหลวไฮดรอลิคส์ และในระบบเบรก มีช่วงอุณหภูมิการทำงานในวงกว้าง -65 °F ถึง 300 °F (-55 °C ถึง 150 °C) นอกจากนี้นี้ยังใช้ในการอบไอน้ำและอุณหภูมิที่ต่ำกว่าการใช้งานที่อุณหภูมิปรกติด้วย
Silicone สภาวะความเย็นได้ดีที่ -75 °F (-59 °C) เมื่อเทียบกับซิลิโคน มีช่วงอุณหภูมิที่กว้างที่ในช่วงอุณหมูมิ 350 °F(180°C) ถึง 100 °F(38°C) ซึ่งใช้งานได้อย่างยอดเยี่ยมสำหรับงานแรงดันต่ำในระบบน้ำมันเชื้อเพลิง และสภาพอากาศที่เย็นจัดๆ ได้เป็นอย่างดี
2.โครงซีล (Metal Case Material)โครงซีลเหล็ก(Steel Case,Inserเป็นโครงซีลที่ผลิตจากเหล็กรีดเย็น เพื่อความแข็งแรงของโครงซีล และให้ความคงทนต่อการใช้งาน โดยทั่วไปออยซีล(Oil Seal) จะใช้โครงเหล็กสำหรับงานในเครื่องจักรทั่วไปที่ใช้ในสภาพสิ่งแวดล้อมปรกติ
โอริง (O-rings) และ แบ็คอัพ ริง (Back-Up Rings)
โอริง มีหน้าที่ป้องกันการรั่วซึมของของไหลในระบบ โดยวัสดุที่นิยมใช้ในการนำมาผลิตโอริงในอุตสาหกรรมทั่วไป คือ ยางไนไทร์ (Nitrile) หรือ NBR ซึ่งมีคุณสมบัติทนความร้อนตั้งแต่ -40 องศาเซลเซียส ถึง +110 องศาเซลเซียส นอกจากนี้ยังมีวัสดุอื่นๆ ที่ใช้ในการผลิตโอริงอีก เช่น ฟลูโอโรคาร์บอน หรือ ไวตัน (Viton) ซึ่งมีคุณสมบัติในการทนความร้อนได้มากกว่ายางไนไทร์ หรือ NBR และเพื่อให้การทำงานของโอริงมีประสิทธิภาพสูงสุด ควรคำนึงถึงลักษณะงานว่าเหมาะสมกับเนื้อวัสดุของโอริงแบบใด
ออยซีล (Oil seals) มีหน้าที่ป้องกันการรั่วซึมของของไหลประเภทน้ำมันหรือสารหล่อลื่น คุณสมบัติที่สำคัญของ OIL SEAL มีความแข็งแรงไม่เปลี่ยนรูปร่าง ทนต่อแรงดัน การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และการสึกกร่อน
ออยซีล type A
เป็นซีลที่มีขอบเหล็ก 2 ชั้น ส่วนมากใช้กับแกนที่มีขนาดใหญ่กว่า 150 มม. หรือกับแกนขนาดเล็กที่ต้องการความแข็งแรงมาก เช่น
- SA : ลิฟเดียวสปริงหนึ่งอันใช้ในสภาพแวดล้อมทีมีแรงดันต่ำและไม่มีฝุ่นมีขอบเหล็ก 2 ชั้น
- TA : ลิฟคู่มีสปริงลิฟซีลตัวหลักทำหน้าที่ซีลของเหลวด้านในลิฟด้านนอกทำหน้าที่กันฝุ่น ซีลที่มีขอบเหล็ก 2 ชั้น
- VA : ลิฟเดี่ยวไม่มีสปริง ลิฟซีลทำหน้าที่ซีลของเหลวด้านใน เหมาะสำหรับใช้กันการรั่วซึมของจารบี มีขอบเหล็ก 2 ชั้น
ออยซีล type B
เป็นซีลที่มีขอบเหล็กด้านนอกเป็นเหล็ก ออกแบบโดยด้านหน้ามีมุมเพื่อความง่ายต่อการสวมใส่ เช่น
- SB : ลิฟเดี่ยวสปริงหนึ่งอัน ขอบด้านนอกเป็นเหล็กมีสปริงลิฟซีลทำหน้าที่ซีลของเหลวด้านใน
- TB : ลิฟคู่มีสปริงลิฟซีลตัวหลักทำหน้าที่ซีลของเหลวด้านใน ลิฟด้านนอกทำหน้าที่กันฝุ่น
- VB : ลิฟเดี่ยว ไม่มีสปริงลิฟซีลทำหน้าที่ซีลของเหลวด้านในเหมาะสำหรับใช้กันการรั่วซึมของจารบี
ออยซีล type C
เป็นซีลขอบมียางหุ้มเหล็ก ยางมีหน้าที่ช่วยป้องกันการเกิดสนิมและผุกร่อนของตัวซีล เช่น
- SC : ลิฟเดี่ยวสปริงของมียางหุ้มเหล็ก
- TC : ลิฟคู่มีสปริงของมียางหุ้มเหล็ก ลิฟซีลตัวหลักทำหน้าที่ซีลของเหลวด้านใน ลิฟด้านนอกทำหน้าที่กันฝุ่น
- VC : ลิฟเดี่ยวไม่มีสปริงลิฟซีลทำหน้าที่ซีลของเหลวด้านในเหมาะสำหรับใช้กันการรั่วซึมของจารบี ขอบมียางหุ้มเหล็ก
ลักษณะโครงสร้างของผลิตภัณฑ์
1. ยาง เป็นส่วนประกอบที่ถูกเลือกใช้ให้เหมาะสมกับสภาพการใช้งาน วัสดุต่างๆ เช่น NBR , EPDM , SILICONE , VITON
2. เหล็ก เป็นส่วนประกอบที่เป็นโครงสร้างที่สำคัญโดยนำมาอัดขึ้นรูปพร้อมยางด้วยความร้อนทำให้ผลิตภัณฑ์มีความแข็งแรงและสามารถติดตั้งได้ง่าย
3. สปริง ทำหน้าที่ช่วยให้แรงกดกันรั่วระหว่างปากซีล และเพลาให้คงที่ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งาน
ยางธรรมชาติ (NR) คือ ยางที่มาจากต้นยางพาราโดยตรง ไม่ผ่านกรรมวิธีการใด ๆ
การนำยางธรรมชาติไปใช้งานมีอยู่ 2 รูปแบบคือ รูปแบบน้ำยาง และรูปแบบยางแห้ง ในรูปแบบน้ำยางนั้นน้ำยางสดจะถูกนำมาแยกน้ำออกเพื่อเพิ่มความเข้มข้นของเนื้อยางขั้นตอนหนึ่งก่อนด้วยวิธีการต่าง ๆ แต่ที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมคือการใช้เครื่องเซนตริฟิวส์ ในขณะที่การเตรียมยางแห้งนั้นมักจะใช้วิธีการใส่กรดอะซิติกลงในน้ำยางสด การใส่กรดอะซิติกเจือจางลงในน้ำยาง ทำให้น้ำยางจับตัวเป็นก้อน เกิดการแยกชั้นระหว่างเนื้อยางและน้ำ ส่วนน้ำที่ปนอยู่ในยางจะถูกกำจัดออกไปโดยการรีดด้วยลูกกลิ้ง 2 ลูกกลิ้ง วิธีการหลัก ๆ ที่จะทำให้ยางแห้งสนิทมี 2 วิธีคือ การรมควันยาง และการทำยางเครพ แต่เนื่องจากยางผลิตได้มาจากเกษตรกรจากแหล่งที่แตกต่างกัน ทำให้ต้องมีการแบ่งชั้นของยางตามความบริสุทธิ์ของยางนั้น ๆ ผลิตภัณฑ์จากยางธรรมชาติ ได้แก่ ยางรถยนต์, รองเท้า, ท่อยาง, ปูพื้น, ลูกล้อ, ยางแท่นเครื่อง
สรุปคุณสมบัติของยางยางธรรมชาติ NR
ทนการเสียดสี
รับแรงกระแทก
ยืดหยุ่นตัวดี
ทนความร้อนได้ -20°C ถึง 80°C
ยางสังเคราะห์ คือ ยางวิทยาศาสตร์เป็นยางที่มนุษย์ผสมขึ้นมาเองได้แก่ ยาง NBR, SR, EPDM, SILICONE, VITON, HYPALON, CR, NEOPRENE, THERMOPLASTIC POIYURTEHANES และ URETHANE แต่ละชนิดมีคุณสมบัติดังนี้
2.1 ยางเทียมสังเคราะห์ (Synthesis Rubber SR) เป็นยางสังเคราะห์ที่ใช้งานกันมากในสหรัฐอเมริกา ยางมีส่วนผสมของบิวทาไดน์ 78% กับสไตรีน 22% มันอาจจะถูกผสมกันที่อุณหภูมิ 40 องศาฟาเรนไฮต์ เมื่อนำมาผสมกันที่ 40 องศาฟาเรนไฮต์ยางจะมีคุณสมบัติพิเศษกว่า ยางธรรมชาติจึงนำไป ใช้ทำยางรถยนต์ ยางสังเคราะห์มีความต้านทานต่อการขูดถลอก สภาวะของลมฟ้าอากาศที่แปรเปลี่ยนไป ต้านทานไฟฟ้าได้ดี เมื่อทิ้งไว้ให้ตากแดด ตากลม โอโซน แก๊สโซลีน และน้ำมัน ยางจะชำรุดเสียหายได้ ยางนี้ยังใช้ทำท่อยาง พื้นฉนวน สายพานลำเลียง วัสดุหีบห่อ พื้นรองเท้า
สรุปคุณสมบัติของยาง
การใช้งานคล้ายยาง NR
ทนการเสียดสี
ต้านทานไฟฟ้าได้ดี
ทนความร้อนได้ -20°c ถึง 80°c
2.2 ยางสังเคราะห์ไนไทรล์ (NBR) เป็นโคพอลิเมอร์ของ อะไครโลไนไตร์ล และบิวตาไดอีน ยางชนิดนี้จึงมีคุณสมบัติเด่นคือทนต่อน้ำมันปิโตรเลียม และตัวทำละลายที่ไม่มีขั้วต่างๆ ได้ดี เนื่องจากยางชนิดนี้ประกอบด้วยสองส่วนคือ ส่วนที่เป็น บิวตาไดอีน ซึ่งจะให้ความยืดหยุ่น และส่วนที่เรียกว่า อะไครโรไนไตร์ลซึ่งเป็นส่วนที่จะทำให้ทนทานมากขึ้น กล่าวคือ หากยิ่งเพิ่มปริมาณ มากขึ้น จะทำให้มีความทนต่อน้ำมันและตัวทำละลายสูงขึ้น ความทนทานต่อความร้อนและโอโซนสูงขึ้น ความต้านทานการขัดถูสูงขึ้น ความแข็งและความทนทานต่อแรงดึงสูงขึ้น ความหนาแน่นสูงขึ้น การใช้งานส่วนใหญ่จะถูกนำไปใช้กับงานที่ต้องสัมผัสน้ำมันทนทานต่อความร้อนและต้านทานต่อการขัดถู ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ นำไปใช้ทำ ประเก็นน้ำมัน ยางโอริง ยางซีล ยางเชื่อมข้อต่อ สายพานลำเลียง ท่อดูดหรือส่งน้ำมัน ท่อยางเสริมแรง ยางเคลือบลูกกลิ้ง รองเท้าบูท พื้นและส้นรองเท้า
สรุปคุณสมบัติของยาง NBR
เป็นยางกันน้ำมัน
ทนการเสียดสีได้ดี
ทนความร้อนได้ -40°c ถึง 120°c
การนำยางสังเคราะห์ NBR มาใช้ในสินค้า เช่น ตัวกระบอกสูบนิวเมติกส์ รหัส SG, SGC จะใช้ยางสังเคราะห์ NBR ทำซีลโอริงและซีลต่าง ๆดังรูป
ซีล (SEAL) โอริง (O-RING)
คือ ชิ้นส่วนเล็กๆส่วนหนึ่งของอุปกรณ์นิวเมติกส์และไฮดรอลิก ซึ่งมีความสำคัญคือไม่ให้ลมหรือน้ำมันไฮดรอลิกหรือของเหลวอื่นๆไหลผ่านระหว่างช่วงโลหะของกระบอกลูกสูบ วาล์ว ชุดกรองลม ฯลฯ ทำให้อุปกรณ์นิวเมติกส์และไฮดรอลิก ทำงานได้ตามหน้าที่ ตามที่ออกแบบอย่างสมบูรณ์
ซีล (Seal) ทำจากยางธรรมชาติ (NR) และยางสังเคาระห์ไนไตร์ล (NBR), FPM หรือ VITON, PU, TPU และเทฟลอน Teflon (PTEF) ซึ่งยางสังเคราะห์ส่วนใหญ่เป็นโพลิเมอร์ ที่มาจากปิโตรเคมิคัล
2.3 ยางสังเคราะห์ยางเอฟพีเอ็มหรือ ไวตั้น (FPM, VITON) เป็นยางสังเคราะห์ประเภท fluorocarbon elastomer เพื่อการใช้งานที่สภาวะอุณหภูมิสูงๆ ยางไวตันมีความเหมาะสมอย่างยิ่งในการใช้งานร่วมกับน้ำมันทุกชนิด, สารประกอบคลอริเนต, สารประกอบไฮโดรคาร์บอน, กรดที่มีความรุนแรง และให้ผลลัทธ์ได้อย่างดีเยี่ยมผลิตภัณฑ์จากยางเอฟพีเอ็ม ได้แก่ ชิ้นส่วนอุตสาหกรรมการบิน, โอริงและซีล อุปกรณ์นิวเมติกส์
สรุปคุณสมบัติของยางเอฟพีเอ็ม (FPM, VITON)
ทนต่อน้ำมัน
ทนกรดด่างและสารเคมีทุกชนิด
ทนต่อสภาวะอากาศ
ทนความร้อนได้สูงตั้งแต่ -40°c ถึง 220°c
การนำยางสังเคราะห์ FPM, VITON มาใช้ในสินค้า จะมีการใช้งานที่แตกต่างกัน ยกตัวอย่าง เช่น ตัวกระบอกสูบนิวเมติกส์ รหัส SID, SIJ จะสามารถเลือกใช้ยางสังเคราะห์ FPM, VITON ทำซีลโอริงและซีลต่างๆได้ดังรูป
2.4 ยางโพลียูรีเทน (Polyurethane, PU) ผลิตขึ้นครั้งแรกในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 เพื่อใช้ทดแทนยางธรรมชาติ และยังใช้ผลิตผ้าที่มีความทนทาน เคลือบผิวเครื่องบิน โลหะ เพื่อป้องกันการกัดกร่อนและสารเคมี โพลียูรีเทนผลิตจากโพลีออลกับไดไอโซไซยาเนตหรือโพลีเมอริก ไอโซไซยาเนต โพลียูรีเทนส่วนใหญ่เป็นพลาสติกชนิดเทอร์โมเซ็ต คือ ไม่สามารถหลอมเหลวและขึ้นรูปใหม่ได้ ซึ่งผลิตออกมาหลายรูปแบบได้แก่ ท่อลมอัด เป็นโฟมยืดหยุ่น โฟมแข็ง สารเคลือบป้องกันสารเคมี
สรุปคุณสมบัติของยาง POLYURETHANE
ทนต่อการเสียดสีได้ดีมาก
ทนต่อแรงลมอัดได้สูง
ทนน้ำมัน
ทนความร้อนได้ -40°c ถึง 100°c