Въведение в PTFE уплътнения за въртящи се приложения

Ние използваме бисквитки, за да подобрим вашето изживяване.Продължавайки да разглеждате този сайт, вие се съгласявате с използването на бисквитки.Повече информация отPTFE маслено уплътнение
Намирането на ефективни уплътнения за динамични повърхности е било голямо предизвикателство от десетилетия и дори векове и става все по-голямо предизвикателство след появата и развитието на автомобилите, самолетите и сложните машини.
Днес все по-често се използват термопласти като уплътнения от политетрафлуоретилен (PTFE) (известни също като уплътнения на въртящи се валове).
В тази статия ще разгледаме по-подробно живота на високоефективното PTFE ротационно уплътнение и неговата еволюция във времето.
Всеки „супергерой“ има история на произход.Същото важи и за PTFE уплътнения.Ранните пионери са използвали въжета, сурова кожа или дебели колани като едни от първите уплътнения или уплътнителни елементи на осите на колелата.Тези уплътнения обаче са склонни към изтичане и изискват редовна поддръжка.Много от днешните компании за еластомерни уплътнения някога са били цехове за кожа.
В края на 20-те години на миналия век първите радиални уплътнения са направени от кожени и метални кутии със закопчалки.В края на 40-те години кожата започва да се заменя със синтетичен каучук.След 40 години много производители започват да преосмислят цялата си уплътнителна система, често интегрирайки уплътняващата повърхност в уплътнителния възел и използвайки множество устни с вертикални и хоризонтални контактни точки.
Fluorocarbon е един такъв производител.През 1982 г. Fluorocarbon придобива SealComp, тогава малък семеен бизнес за производство на уплътнения за устни, базиран в Мичиган.След придобиването Fluorocarbon Company премести SealComp в завод в Южна Каролина, за да произвежда метални уплътнения за ядрената и нефтохимическата промишленост.
Този нов бизнес с уплътнителни уплътнения е специализиран в хидравлични помпи и двигатели за високо налягане, военни алтернатори и други търговски продукти, включително уплътнения за колянов вал на дизелови камиони и термостати.
В средата на 90-те години The Fluorocarbon Company промени името си на Furon и беше придобита от BD SEALS Solutions™ през 2001 г. Това добавя Furon към вече силния бизнес с пружинни уплътнения на BD SEALS Solutions™, основан през 1955 г.
През 1995 г. е добавена еластомерна лента към външния диаметър на уплътнението BD SEALS Solutions™.Това се прави, за да се елиминира пресоването метал към метал и да се осигури плътно уплътнение между уплътнението и уплътнението на тялото на клиента.По-късно бяха добавени допълнителни функции за отстраняване на уплътнението и активни ограничители за откриване на уплътнението и предотвратяване на неправилен монтаж.
Има много прилики, но също така и много разлики между еластомерните гумени уплътнения с устни и BD SEALS PTFE уплътнения в устните.
Структурно и двете уплътнения са много сходни по това, че използват метално тяло, пресовано в неподвижно уплътнение на тялото и устойчив на износване материал за устни, който се трие във въртящ се вал.Те също така използват същото количество пространство, когато се използват.
Еластомерните маншетни уплътнения са най-разпространеното уплътнение на вал на пазара и са формовани директно в метален корпус, за да осигурят необходимата твърдост.Повечето еластомерни гумени уплътнения използват разтегателна пружина като зареждащ механизъм, за да осигурят плътно уплътнение.Обикновено пружината е разположена точно над точката на контакт между уплътнението и вала, осигурявайки необходимата сила за прекъсване на масления филм.
В повечето случаи PTFE уплътненията не използват удължителна пружина за уплътняване.Вместо това тези уплътнения реагират на всяко натоварване, приложено към разтягането на уплътнителната устна и радиуса на огъване, създаден от металното тяло.PTFE уплътненията за устни използват по-широк контактен модел между устните и вала, отколкото еластомерните уплътнения.PTFE уплътненията също имат по-ниско специфично натоварване, но имат по-широка контактна площ.Техният дизайн беше насочен към намаляване на степента на износване и бяха направени промени за намаляване на единичното натоварване, известно още като PV.
Специално приложение на PTFE уплътнения е уплътняването на въртящи се валове, особено валове, въртящи се с високи скорости.Когато условията са предизвикателни и надхвърлят техните възможности, те са отлична алтернатива на еластомерните гумени уплътнения.
По същество PTFE уплътненията за устни са проектирани да преодолеят празнината между традиционните еластомерни уплътнения и механичните въглеродни уплътнения.Те могат да работят при по-високи налягания и скорости от повечето еластомерни уплътнения, което ги прави отлична алтернатива.
Тяхната работа не се влияе неблагоприятно от тежки среди с екстремни температури, корозивни среди, високи повърхностни скорости, високо налягане или липса на смазване.Отличен пример за превъзходните възможности на PTFE са промишлените въздушни компресори, оценени да работят над 40 000 часа без поддръжка.
Има някои погрешни схващания по отношение на производството на PTFE уплътнения.Еластомерните гумени уплътнения притискат гумата директно към металния корпус.Металното тяло осигурява необходимата твърдост, а еластомерът поема работната част на уплътнението.
За разлика от тях, PTFE уплътненията не могат да бъдат излети директно върху метален корпус.PTFE материалът не преминава в течно състояние или състояние, което позволява на материала да тече;Следователно уплътненията от PTFE се изработват чрез механична обработка на уплътнението, след което се сглобяват в метален корпус и след това се затягат механично.
Когато избирате решение за прецизно уплътнение за въртящи се приложения, трябва внимателно да се вземат предвид важни фактори, включително скорост на вала, повърхностна скорост, работна температура, уплътняваща среда и системно налягане.Има много други работни условия, които трябва да имате предвид, когато вземате решение, но изброените по-горе са основните.
С правата идва и голяма отговорност.С течение на времето фокусът на BD SEALS Solutions™ се измести към приложения, изискващи по-взискателни PTFE уплътнения.Едно от основните предимства на уплътнението е способността му да работи в предизвикателни среди в промишлени, автомобилни и космически приложения.
Те могат да работят при по-високи налягания и скорости на въртящи се валове в сравнение с еластомерните маншетни уплътнения и предимствата не спират дотук.Други предимства на PTFE уплътненията включват:
BD SEALS Solutions™ Две често срещани маншетни уплътнения са BD SEALS PTFE въртящи се манжетни уплътнения с метално тяло и полимерни уплътнения DynaLip, като и двете са взаимозаменяеми.Основната разлика между тях е техният дизайн.Металните уплътнения на корпуса използват ламарина, за да образуват запечатан корпус и след това монтират уплътнителен ръб, за да захванат механично уплътнението.
Изобретени в началото на 70-те години на миналия век, уплътненията BD SEALS са проектирани да работят в тежки среди, вариращи от -53°C до 232°C, сурови химически среди и сухи и абразивни среди.Динамичните PTFE ротационни уплътнения се използват в следните приложения:
Уплътненията DynaLip предхождат ротационните уплътнения BD SEALS с около десет години.Създаването им стана необходимо, когато BD SEALS Solutions™ започна да работи върху смесването и смесването на експлозивни материали за военни приложения.Уплътненията с метален корпус се считат за напълно неподходящи за тази цел поради възможността да влязат в контакт с въртящия се вал на смесения експлозив.Ето защо дизайнерските инженери на BD SEALS Solutions™ разработиха уплътнение, което не съдържа метал, като същевременно запазва основните си предимства.
Когато се използват уплътнения DynaLip, необходимостта от метални части е напълно елиминирана, тъй като цялото уплътнение е направено от същия полимерен материал.В повечето случаи еластомерО-пръстенсе използва между външния диаметър на уплътнението и отвора на свързващия корпус.О-пръстените осигуряват плътно статично уплътнение и предотвратяват въртене.За разлика от тях уплътненията BD SEALS могат да бъдат направени от повече от три различни материала и са затворени в метален корпус.
Днес оригиналното уплътнение DynaLip създаде много различни версии, които също са идеални за инсталиране на място, тъй като не изискват специални инструменти за инсталиране и са подходящи за приложения, които изискват уплътнението да бъде премахнато за почистване.Поради простия си дизайн, тези уплътнения често са по-икономични.
Как BD SEAL PTFE уплътнения, полимерни уплътнения DynaLip и други уплътнения от bd seals Solutions™ променят ежедневието ни?
PTFE уплътненията осигуряват превъзходни уплътнителни свойства и ниско триене в суха или абразивна среда.Те често се използват в сложни приложения, където се изисква скорост.
Пазарът на въздушни компресори е добър пример за това как уплътненията от PTFE заменят еластомерните и въглеродните механични уплътнения.BD SEALS Solutions™ започва да работи с повечето големи компании за въздушни компресори в средата на 80-те години на миналия век, заменяйки предразположените към течове гумени уплътнения и въглеродни лицеви уплътнения.
Първоначалният дизайн се основаваше на традиционно уплътнение за високо налягане, но с течение на времето, тъй като търсенето се увеличи и се изискваше по-висока производителност, уплътнението беше проектирано да има нулеви течове и удължен експлоатационен живот.
Новата технология е разработена за повече от два пъти живота на уплътнението, като същевременно поддържа строг контрол на течовете по всяко време.В резултат на това уплътненията Omniseal Solutions™ PTFE се считат за индустриален стандарт, осигурявайки над 40 000 часа обслужване без поддръжка.
Уплътненията от PTFE осигуряват превъзходен контрол на течовете и могат да работят от 1000 до 6000 оборота в минута с различни смазочни материали и за продължителни периоди от време (15 000 часа), намалявайки гаранционните претенции.bd seals Solutions™ предлага уплътнения за валове за индустрията за компресиране на винтове с диаметри, вариращи от 0,500 до 6000 инча (13 до 150 mm).
Миксерите са друга индустриална област, където персонализирането на уплътненията е широко разпространено.Клиентите на BD SEALS Solutions™ в тази индустрия изискват уплътнения, които могат да се справят с деформация на вала и биене до 0,300 инча (7,62 mm), което е значително количество динамично биене на вала.За да разреши този проблем и да подобри скоростта на работа, BD SEALS Solutions™ предлага патентован дизайн на плаващо уплътнение.
Устните уплътнения bd seals са лесни за инсталиране, отговарят на строгите изисквания на EPA за течове и са съвместими с масло и охлаждаща течност за използване в затворени пространства през целия живот на помпата.
В допълнение, уплътненията Solutions™ са проектирани за динамични условия на уплътняване, екстремни скорости, проблеми с налягането и температурата и много други приложения.
Техните уплътнения се използват и в оборудване, което изисква одобрени от FDA материали за използване в машини като:
Всички тези приложения изискват много ниско съпротивление на триене на уплътнението, за да се намали температурата.Освен че отговарят на стандартите на FDA, уплътненията не трябва да съдържат кухини, които биха могли да причинят задръстване на материала, който се запечатва, и трябва да са съвместими с киселини, основи и почистващи препарати.Те трябва също така да издържат на измиване под високо налягане и да преминат тестване IP69K.
Уплътненията bd seals Solutions™ се използват в спомагателни силови агрегати (APU), газотурбинни двигатели, стартери, алтернатори и генератори, горивни помпи, турбини под налягане (RAT) и задвижващи механизми на клапите, един от най-големите пазари.
APU беше активиран на полет 1549 на US Airways („Чудото на Хъдсън“), за да осигури захранване на самолета за безопасно кацане.Устните и пружинните уплътнения BD SEALS Solutions™ са инсталирани в основната система на този самолет, която се счита за критична за полета и трябва да бъде 100% работеща при разгръщане.
Има много причини, поради които производителите на космическа техника разчитат на тези уплътнения.Специално проектираните уплътнения BD SEALS осигуряват по-плътно уплътнение и подобрена производителност от сравнимите еластомерни уплътнения.Те също така изискват по-малко пространство от механичните въглеродни механични уплътнения на турбинните валове и външните скоростни кутии.
Те могат да издържат на температури от -65°F до 350°F (-53°C до 177°C) и налягания до 25 psi (0 до 1,7 бара), с типични повърхностни скорости от 2000 до 4000 фута в минута (10 до 20 m/s).Някои решения на bd seals Solutions™ в тази област могат да работят при скорости над 20 000 фута в минута, което е еквивалентно на 102 метра в секунда.
Друг основен пазар са уплътненията на авиационни двигатели, където уплътненията се използват във външни уплътнения на трансмисията от големи производители на авиационни двигатели.bd seals Уплътненията Solutions™ също се използват в турбовентилаторни реактивни двигатели.Този тип двигател е оборудван с редукторна система, която отделя вентилатора на двигателя от компресора с ниско налягане и турбината, което позволява на всеки модул да работи с оптимална скорост.
По този начин те могат да осигурят повишена ефективност.Типичният пътнически самолет изгаря около половин галон гориво на миля, а по-ефективните двигатели се очаква да спестят средно $1,7 милиона оперативни разходи на самолет на година.
В допълнение към подпомагането на търговските индустрии, PTFE уплътненията се използват и в армията, особено от Министерството на отбраната.Това включва използване на изтребители, самолетоносачи и хеликоптери.
PTFE уплътненията се използват широко във военни самолети;Например, във вентилаторите с вертикално повдигане, уплътненията на двигателя на скоростната кутия на хеликоптера и техните пружинни уплътнения също се използват за уплътнителни части на главата на ротора, клапи и летви и ключово оборудване в спирачната система, използвано за улавяне на самолет.Кацна на палубата.Важно е да се гарантира, че използваното за тези цели оборудване не работи неизправно.
Уплътненията BD SEALS Solutions™ са подходящи за някои от най-предизвикателните приложения като колянови валове, дистрибутори, горивни помпи и уплътнения на гърбици, които се срещат в състезателната индустрия, където естествено двигателите често работят до предела на възможностите си.
Повечето отбори на NASCAR и двигателите на Indianapolis Motorsports използват уплътнения BD SEALS Solutions™.Почти всеки квалификант и финиширал в Индианаполис през 2019 г. е използвал маншетни уплътнения поне на предните и задните си колянови валове.bd seals Solutions™ също разполага с патентован дизайн, създаден специално за NASCAR, за да елиминира често срещаните проблеми, които причиняват повреда на разделното уплътнение на PTFE.
Когато семерингът на коляновия вал на дросела на двигателя изгоря при високи скорости и високо налягане по време на скорошно състезание на Daytona Superspeedway, водещ производител на двигатели на NASCAR се обърна към уплътненията bd seals Solutions™.Резултатът беше победа за всички: Брад Кеселовски и номер 2 Penske Ford спечелиха състезанието, използвайки bd seals Solutions™ lip seals.За да подобрят още повече това успешно събитие, четирима от първите пет класирали се с автомобили, оборудвани с двигатели на водещи производители, които също се възползваха от тези уплътнения.
Друго състезателно приложение за маншетни уплътнения BD SEALS Solutions™ е в горните горивни инжектори.Тези двигатели са подложени на екстремни условия, при които всеки компонент се огъва, тресе и усуква, причинявайки контакт между частите, който обикновено не би трябвало да се случва.Следователно средната продължителност на живота на инжектора за гориво над главата е по-малко от пет минути, когато се използва при състезателни скорости.