从塑料到特氟龙密封的革命

发布于2020/01/30 | Cliff |海豹

“塑料”一词是描述由各种有机聚合物制成的合成材料的通用方式。有机聚合物描述了一种人造物质,它是用聚合物链配制的,以创造我们通常所说的……(你猜对了)塑料。

在使用塑料之前,皮革曾被用于制造备份环设备落后o型环.皮革可以保留液体,在系统干燥时为o形环提供润滑。

皮革的问题是,它可能会变得干燥和收缩,使弹性体暴露在相同的压力下,它是为了保护密封服务。

随着聚合物的出现,一块塑料可以被切割或成形成精确的形状,以允许零挤压间隙,并继续保护o形环。

有些聚合物非常脆。由于它们需要变形才能安装到固体腺体中,塑料的切割可能会蚕食o形圈,导致它应该保护的元件过早失效。

聚四氟乙烯的革命

聚四氟乙烯从实验室进入工业应用后,它很快发现自己与o形环相邻。聚四氟乙烯提供了抗挤压性,同时,由于聚合物的“柔软性”,不会腐蚀或啃蚀o形环。(硬度介于55 - 65邵氏D之间)

考虑到PTFE的成分,或聚四氟乙烯结果表明,聚四氟乙烯可以作为密封元件,保护备份环,符合轴。额外的好处是它通常很容易在轴上(取决于添加到PTFE的填料)。

早期的工程师需要克服特氟龙的一些负面影响。首先,它具有相当高的热膨胀率,根据其本身的性质,可能经常与密封面失去接触。这意味着需要某种载荷来确保接触。

聚四氟乙烯与其他聚合物一样坚韧,因此它可以密封在轴上的事实使它在安装过程中容易出现撕裂或密封面划伤。

其次,如果在安装过程中拉伸,由于材料的弹性性能差,必须将其尺寸调整回原始形状。

聚四氟乙烯作为密封元件的好处

那么,是什么让特氟龙成为如此强大的密封元件呢?

  • 它能抵抗大多数化学攻击。
  • 它可以在极宽的温度范围内工作,并且仍然保持工作密封面。
  • 聚四氟乙烯很容易加工使用标准工具。
  • 低摩擦系数使其成为密封环境的首选,可以容忍略低于零泄漏橡胶密封。

特氟龙的低摩擦系数也使其成为一种极好的耐磨环。聚四氟乙烯的压缩载荷约为1000PSI,但由于它不是刚体,载荷可以散开。这种蔓延的负荷消除点加载,经常发现在一个新的青铜衬套。

当铜衬套开始磨损一侧时,它磨损并形成一个鸡蛋形轮廓,通过磨损成这个“鸡蛋”状来分散负荷。如果负载从轴上移动,同样的分散负载的过程又会重新开始。最终,足够多的青铜被磨损,轴承必须更换。

在聚四氟乙烯的情况下,当轴承是新的时,负载的这种分散发生,因此负载在广泛的区域内共享,以提高较小轴承的承载能力。通过添加填料来改善磨损,但无法提高承载能力,因为负载始终由基础聚合物承载。

聚四氟乙烯热膨胀系数

在77°F时,聚四氟乙烯的热膨胀系数为7.5×10^(-5) in/in/°F。这意味着当我们设计轴承带时,它是在室温下设计的,有间隙。

这个间隙是根据热膨胀率的知识设计的,以及我们预期的温度变化的大小。通过设计在适当的间隙,我们永远不会完全关闭轴承条。在较低的温度下,间隙足够小,我们仍然可以获得出色的轴承覆盖。

由于摩擦系数很低,0.04微米,聚四氟乙烯表面非常光滑,可以在上面运行连杆或活塞。通过在密封和轴承元件中使用聚四氟乙烯,我们可以将系统中的摩擦降至最低,而不会给操作系统增加热量。

PV,或压力乘以速度,给了我们一个指标,说明材料在操作条件下的生存能力。我们不会深入计算,但了解到保持在PV限制内可以为设计工程师提供一些边界。

这在旋转密封应用中变得尤为重要,在这种应用中,少量的压力和高速很容易导致唇密封超过聚合物的机械强度。

Eclipse工程公司的工程师已经华体会最新地址华体会客服中心设计了20多年的罐装旋转唇密封,并且非常熟悉这些限制条件在密封应用中的应用。

罐装旋转密封可以有多种形式,从简单地将橡胶注塑到罐内,到在罐内设计有内置刮板的弹簧激励密封。这些是聚四氟乙烯或特氟龙等聚合物在处理高PV和长寿命方面表现出色的一些领域。

转轴硬度和粗糙度是选择正确的PTFE唇密封时的重要考虑因素。阅读我们的指南,通过获得密封件和轴的最佳性能和寿命来避免密封故障

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