แมคคานิคอล ซีล (Mechanical Seal) เป็นอุปกรณ์ซีลกันรั่วชนิดหนึ่ง ใช้สำหรับสวมใส่บนแกนเพลา ตรงบริเวณห้องซีล (Stuffing Box) ของอุปกรณ์เพลาหมุนต่างๆ เพื่อป้องกันการรั่วซึมของของเหลวต่างๆ เช่น ปั๊มน้ำ (water pump) ไม่ว่าจะเป็น ปั๊มจุ่ม(submersible pump) ปั๊มหอยโข่ง (centrifugal pump) ปั๊มเคมี (chemical pump) ปั๊มของเหลวอื่นๆ เครื่องผสม (mixer) เครื่องกวน (agitator)ซึ่งการทำงานของเครื่องจักรและอุปกรณ์ที่จะใช้ Mechanical Seal ขึ้นอยู่กับลักษณะและคุณสมบัติของของเหลวชนิดต่างๆ
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 โดยการสวมเข้ากับเพลา
ให้ยางขอบซีลหลัก(Elastomeric Sealing) สัมผัสกับเพลา และโครงซีล(Metal Case)ยึดติดแน่นกับเฮ้าซิ่ง(Housing)
ซึ่งออยซีล(Oil Seal) จะปิดกันน้ำมัน, จารบี, สารหล่อลื่น ฯ ที่อยู่ระหว่างตลับลูกปืนกับออยซีล(Oil Seal) กันไม่ให้รั่ว
ไหลออกด้านนอก และป้องกันฝุ่นผง,สิ่งสกปรก,น้ำ ฯ ไม่ให้เข้าสู่ภายในด้วยเช่นกัน
เครื่องจักรกลหรือกลไกต้องการให้เกิดการทำงานอย่างเต็มประสิทธิภาพ รวมทั้งอายุการทำงานที่ใช้ยาวนาน
อย่างเหมาะสม ออยซีล(Oil Seal)จะสัมผัสกับเพลาตลอดเวลาทั้งขณะที่เพลาหยุดนิ่งและเพลาหมุนฉะนั้น หากมีการ
รั่วซึมของน้ำมันหรือสารหล่อลื่นอื่นๆ 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
3.(Garter Spring)สปริงกดจะทำหน้าที่ในการเพิ่มแรงกดในแนวรัศมีของเพลาเพิ่มความสามารถของยางขอบซีลหลักให้ป้องกันการรั่วซึมของน้ำมัน หรือสารหลอลื่นอื่นๆ สปริงกด(Garter Spring)จะผลิตมาจากลวดปริงตามมาตรฐานที่กำหนดให้มีความสัมพันธ์กับขนาดของเพลาและแรงในแนวรัศมีที่ต้องการกดยางขอบซีลหลัก2.5 ชนิดของการออกแบบ
โอริง(Oring) คือ วัสดุที่มีพื้นที่หน้าตัดเป็นรูปวงกลม และมีรูปทรงเป็นวงกลมด้วยเช่นกัน ผลิตมาจากวัสดุที่มีคุณสมบัติยีดยุ่นได้ (Elastomers Material) จากวัสดุสงเคราะห์ชนิดต่างๆที่มีคุณสมบัติต่อสภาพการใช้งานที่แตกต่างกัน ทั้งสภาพแวดล้อมของวัสดุที่นำไปใช้(Fluid) แรงดัน(Pressure) รวมทั้งอุณหภูมิความร้อน(Temperature)
โอริง(Oring) จะถูกใช้งานในชิ้นส่วนของเครื่องจักร ชิ้นส่วนยานยนต์ จักรกลต่างๆ จะทำหน้าที่เป็นซีล(Seal)กันรั่วซึมของของไหล(Fluid) ในอุปกรณ์หรือชิ้นส่วนต่างๆที่สภาวะแวดล้อมนั้น อย่างเช่นของเหลว(Liquids) หรือก๊าซ(Gases) ทั้งในระบบขนถ่ายและระบบกำลังของของไหล(Fluid) ซึ่งโอริง(Oring)จะถูกติดตั้งในชิ้นส่วนอยู่ 2 แบบคือเป็นซีล(Seal)กันรั่วซึมตามข้อต่อต่างๆ(Static Seals) และอุปกรณ์เคลื่อนที่กลุ่มงานโรตารี่ต่างๆ(Rotary Seals)
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
เป็นซีลที่มีของเหล็ก 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
เป็นซีลที่มีขอบเหล็กด้านนอกเป็นเหล็กออกแบบโดยด้านหน้ามีมุมเพื่อความง่ายต่อการสวมใส่ 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