什么是挤压间隙?为什么它们很重要?
发布于2020/09/23 | Cliff |海豹
“这个密封圈能承受多大的压力?”
这是Eclipse中最常见和最常被问到的问题之一。华体会最新地址这个问题的答案取决于许多参数和条件。但在任何密封系统的压力处理的主要限制因素是挤压间隙。
挤压间隙通常被称为“E-Gap”，是任何高压应用中最关键的设计方面之一。密封设计、类型和材料都受到挤压间隙和所需压力处理能力的影响。
挤压间隙到底是什么?为什么它在密封系统的成功设计中如此重要?让我们一探究竟。
什么是挤压间隙?
在密封系统方面，挤压间隙定义为硬件部件之间的间隙。
在活塞结构中，这将是活塞和孔之间的间隙。在连杆结构中，这是连杆和外壳之间的间隙。
挤压间隙可以用径向间隙或直径间隙来表示，这可能会导致一些混淆。在Ec华体会最新地址lipse的目录和文献中，E-Gap总是被表述为径向间隙。径向间隙等于直径间隙除以二。
重要的是要注意，虽然硬件组件可能被加工成具有指定的间隙，但这个间隙可能无法完美地实现或保持。
例如，如果活塞外径低于孔直径0.030“，只有当两个部件完全同心并对准时，每边才会存在0.015“的间隙。
根据系统的导向和承重能力，活塞可能会更多地落在孔的一边，而不是另一边，最坏的情况是一边没有间隙，另一边有0.030“的间隙。因此，密封件的设计需要处理最大的潜在间隙，而不是部件的“打印”间隙。
对于任何系统的机械功能来说，配套硬件部件之间的间隙显然是重要的。但这个间隙也是硬件中实际需要密封的间隙或空间。
为什么叫“挤压间隙”?
在密封界，需要密封的五金件中的径向间隙被称为“挤压间隙”界，因为密封挤压穿过这个间隙是高压系统常见的失效模式。
在E-Gap对于系统压力过大的应用中，密封将开始变形，材料将开始冷流到间隙中。这将给密封的外观“挤压”。
如果密封发生足够的挤压，密封的完整性将受到损害，最终导致失效。弹簧动力密封尤其容易受到挤压破坏，因为它们在唇铰点的几何结构中有一个薄弱区域。
简单的密封设计，如密封圈，在密封失效之前可以承受更大的挤压量，但密封磨损寿命等其他方面可能会受到影响。
一般来说，挤压间隙越小，密封件所能承受的压力就越高。
是什么决定密封件的耐挤压性能?
密封件抗挤压的能力取决于许多因素。密封的物理尺寸起着明显而重要的作用——对于给定的挤压间隙，具有更大截面的密封将处理更高的压力。
因此，1/16”截面的密封件可以承受与¼”截面密封件相同的压力，但E-Gap需要小得多。
密封材料在抗挤压方面也起着关键作用。华体会最新地址Eclipse已经一些材料，如EH042和EU000，具有极强的抗挤压性能。
一般来说，如果aPTFE-based材料是要求，填料含量越高，压力处理能力越高。ET019和EZ032等混合料将提供最大的E-Gap公差范围。
系统的工作温度也会显著影响密封材料的压力处理或E-Gap要求。高温使大多数材料更柔软，更柔韧，因此更容易挤出。
密封件在500°F时的额定压力可能是在室温下的一半。同样，在低温温度下，压力额定值将更高，因为材料更坚硬，更难以冷流动。
如果我的挤压间隙比建议的大怎么办?
虽然总是要求最小的挤压间隙会使密封设计师的工作变得容易得多，但现实是，这不可能在任何情况下都适用。
有许多原因可能导致系统中唯一的选择是大于推荐的挤压间隙。
随着硬件直径的增加，制造公差也会增加。华体会电话在大直径硬件中要求非常严格的公差可能是不切实际或成本高昂的。对于具有紧密配合间隙的大而重的组件，组装的困难也可能是一个问题。
另一个非常常见的大挤压间隙的原因是使用线性轴承或磨损环与密封结合。通常轴承的公差堆积要求在硬件中有较大的间隙，以避免潜在的金属对金属接触。在大多数动态应用中都需要轴承，因此密封件需要处理这些较大的间隙。
延长密封压力处理的设计
在Eclipse，我们可以采用多种设计方案来扩大密封件的挤压间隙和/或压力处理。华体会最新地址
在弹簧动力密封件方面，Eclipse有一个标准系列的加长后跟密封件(EC华体会最新地址SE, EVSE, EHSE)。加长的鞋跟增加了必须首先挤出的密封材料，因此进一步保护了密封的关键几何形状。这大大拓宽了密封的压力处理能力，但也需要更大的压盖宽度。
以进一步扩大额定压力或挤压间隙处理弹簧密封，备份环可用。备份环可以有效地减少一个大的挤压间隙，可以更容易地管理密封。
使用备份环材料，如Eclipse的EP033:华体会最新地址维珍偷看将提供高模量，抗挤压的材料，可以使用而没有擦伤硬件的风险。
在极端压力情况下，可以使用多个“凸轮”备份环，进一步扩大额定压力。这些备用环可以在压力激励时膨胀或收缩，基本上完全关闭挤压间隙。
由于没有挤压间隙，可以通过相对标准类型的密封件来实现极端压力。华体会最新地址Eclipse成功地设计和制造了系统压力为30,000 psi的密封件。
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