Używamy plików cookie, aby poprawić Twoje doświadczenia.Kontynuując przeglądanie tej witryny, wyrażasz zgodę na używanie przez nas plików cookie.Więcej informacji odUszczelka olejowa z PTFE
Znalezienie skutecznych uszczelnień powierzchni dynamicznych było głównym wyzwaniem przez dziesięciolecia, a nawet stulecia, a stało się coraz większym wyzwaniem od czasu pojawienia się i rozwoju samochodów, samolotów i zaawansowanych maszyn.
Obecnie coraz częściej stosuje się tworzywa termoplastyczne, takie jak uszczelki wargowe z politetrafluoroetylenu (PTFE) (znane również jako uszczelnienia wału obrotowego).
W tym artykule przyjrzymy się bliżej żywotności wysokowydajnej obrotowej uszczelki wargowej z PTFE i jej ewolucji w czasie.
Każdy „superbohater” ma swoją historię pochodzenia.To samo dotyczy uszczelek wargowych z PTFE.Pierwsi pionierzy używali lin, surowej skóry lub grubych pasów jako jednych z pierwszych uszczelek lub elementów uszczelniających na osiach kół.Uszczelki te są jednak podatne na wycieki i wymagają regularnej konserwacji.Wiele współczesnych firm produkujących uszczelki elastomerowe było kiedyś garbarniami.
Pod koniec lat dwudziestych XX wieku zaczęto produkować pierwsze promieniowe uszczelki wargowe ze skórzanych i metalowych pudełek z mocowaniami.Pod koniec lat czterdziestych XX wieku skórę zaczęto zastępować kauczukiem syntetycznym.Po 40 latach wielu producentów zaczyna na nowo przemyśleć cały swój system uszczelniający, często integrując powierzchnię uszczelniającą z zespołem uszczelki i stosując wiele warg z pionowymi i poziomymi punktami styku.
Fluorocarbon jest jednym z takich producentów.W 1982 roku Fluorocarbon przejął SealComp, wówczas małą rodzinną firmę produkującą uszczelki wargowe z siedzibą w Michigan.Po przejęciu firma Fluorocarbon Company przeniosła SealComp do fabryki w Południowej Karolinie, gdzie zajmowała się produkcją metalowych uszczelek dla przemysłu nuklearnego i petrochemicznego.
Ta nowa firma zajmująca się uszczelkami wargowymi specjalizuje się w wysokociśnieniowych pompach i silnikach hydraulicznych, alternatorach wojskowych i innych produktach komercyjnych, w tym uszczelnieniach i termostatach wałów korbowych do samochodów ciężarowych z silnikiem Diesla.
W połowie lat 90-tych firma Fluorocarbon Company zmieniła nazwę na Furon i została przejęta przez BD SEALS Solutions™ w 2001 roku. W ten sposób firma Furon dołączyła do już silnego biznesu uszczelnień sprężynowych firmy BD SEALS Solutions™, założonego w 1955 roku.
W 1995 roku do zewnętrznej średnicy uszczelki wargowej BD SEALS Solutions™ dodano taśmę elastomerową.Ma to na celu wyeliminowanie docisku metalu do metalu i zapewnienie szczelności pomiędzy uszczelką a uszczelką korpusu klienta.Później dodano dodatkowe funkcje usuwania uszczelki i aktywnych ograniczników wykrywających uszczelkę i zapobiegających nieprawidłowemu montażowi.
Istnieje wiele podobieństw, ale także wiele różnic pomiędzy uszczelkami wargowymi z gumy elastomerowej a uszczelkami wargowymi BD SEALS z PTFE.
Strukturalnie oba uszczelnienia są bardzo podobne, ponieważ wykorzystują metalowy korpus wciśnięty w nieruchome uszczelnienie korpusu oraz odporny na zużycie materiał wargowy, który ociera się o obracający się wał.Zajmują również taką samą ilość miejsca podczas użytkowania.
Elastomerowe uszczelki wargowe są najpopularniejszym uszczelnieniem wału na rynku i są formowane bezpośrednio w metalowej obudowie, aby zapewnić wymaganą sztywność.Większość uszczelek wargowych z gumy elastomerowej wykorzystuje sprężynę naciągową jako mechanizm obciążający, aby zapewnić szczelne uszczelnienie.Zwykle sprężyna znajduje się tuż nad punktem styku uszczelki z wałem, zapewniając siłę niezbędną do zerwania filmu olejowego.
W większości przypadków uszczelki wargowe z PTFE nie wykorzystują do uszczelnienia sprężyny naciągowej.Zamiast tego uszczelki te reagują na każde obciążenie przyłożone do rozciągania wargi uszczelniającej i promień zgięcia utworzony przez metalowy korpus.Uszczelki wargowe z PTFE wykorzystują szerszy wzór styku pomiędzy wargą a wałem niż uszczelki wargowe z elastomeru.Uszczelki wargowe z PTFE mają również mniejsze obciążenie właściwe, ale mają szerszą powierzchnię styku.Ich konstrukcja miała na celu zmniejszenie szybkości zużycia i wprowadzono zmiany mające na celu zmniejszenie obciążenia jednostkowego, znanego również jako PV.
Szczególnym zastosowaniem uszczelek wargowych PTFE jest uszczelnianie wałów obrotowych, zwłaszcza wałów obracających się z dużymi prędkościami.Gdy warunki są trudne i przekraczają ich możliwości, stanowią doskonałą alternatywę dla uszczelek wargowych z gumy elastomerowej.
Zasadniczo uszczelki wargowe z PTFE zaprojektowano tak, aby wypełnić lukę pomiędzy tradycyjnymi elastomerowymi uszczelkami wargowymi a mechanicznymi uszczelkami czołowymi z włókna węglowego.Mogą pracować przy wyższych ciśnieniach i prędkościach niż większość elastomerowych uszczelek wargowych, co czyni je doskonałą alternatywą.
Na ich działanie nie mają negatywnego wpływu trudne warunki z ekstremalnymi temperaturami, mediami korozyjnymi, dużymi prędkościami powierzchniowymi, wysokimi ciśnieniami lub brakiem smarowania.Doskonałym przykładem doskonałych możliwości PTFE są przemysłowe sprężarki powietrza, które mogą pracować bez konserwacji przez ponad 40 000 godzin.
Istnieją pewne błędne przekonania dotyczące produkcji uszczelek wargowych z PTFE.Uszczelki wargowe z gumy elastomerowej dociskają gumę bezpośrednio do metalowej obudowy.Metalowy korpus zapewnia niezbędną sztywność, a elastomer przejmuje część roboczą uszczelki.
Natomiast uszczelek wargowych z PTFE nie można odlewać bezpośrednio na metalowej obudowie.Materiał PTFE nie przechodzi w stan ciekły ani w stan umożliwiający przepływ materiału;Dlatego też uszczelki wargowe PTFE wykonuje się poprzez obróbkę mechaniczną uszczelki, następnie zamontowanie jej w metalowej obudowie, a następnie mechaniczne zaciśnięcie.
Wybierając rozwiązanie precyzyjnego uszczelnienia do zastosowań obrotowych, należy dokładnie rozważyć ważne czynniki, w tym prędkość wału, prędkość powierzchniową, temperaturę roboczą, medium uszczelniające i ciśnienie w układzie.Podejmując decyzję, należy wziąć pod uwagę wiele innych warunków pracy, ale te wymienione powyżej są najważniejszymi.
Z prawami wiąże się wielka odpowiedzialność.Z biegiem czasu uwaga BD SEALS Solutions™ przesunęła się na zastosowania wymagające bardziej wymagających uszczelek wargowych z PTFE.Jedną z kluczowych zalet uszczelnienia jest jego zdolność do pracy w trudnych warunkach w zastosowaniach przemysłowych, motoryzacyjnych i lotniczych.
Mogą pracować przy wyższych ciśnieniach i prędkościach na obracających się wałach niż elastomerowe uszczelki wargowe, a na tym nie kończą się korzyści.Inne zalety uszczelek wargowych z PTFE obejmują:
BD SEALS Solutions™ Dwie popularne uszczelki wargowe to obrotowe uszczelki wargowe BD SEALS z metalowym korpusem z PTFE i uszczelki polimerowe DynaLip, które są wymienne.Główną różnicą między nimi jest ich konstrukcja.Uszczelnienia obudów metalowych wykorzystują blachę do utworzenia uszczelnionej obudowy, a następnie instalują wargę uszczelniającą, aby mechanicznie zacisnąć uszczelkę.
Wynalezione na początku lat 70. uszczelnienia wargowe BD SEALS są przeznaczone do pracy w trudnych warunkach w zakresie temperatur od -53°C do 232°C, trudnych środowiskach chemicznych oraz środowiskach suchych i ściernych.Dynamiczne uszczelnienia obrotowe PTFE są stosowane w następujących zastosowaniach:
Uszczelki DynaLip są starsze od uszczelek obrotowych BD SEALS o około dziesięć lat.Ich stworzenie stało się konieczne, gdy firma BD SEALS Solutions™ rozpoczęła prace nad mieszaniem i łączeniem materiałów wybuchowych do zastosowań wojskowych.Całkowicie nie nadają się do tego celu uszczelnienia wargowe w osłonie metalowej ze względu na możliwość ich zetknięcia z obracającym się wałem mieszanego materiału wybuchowego.Właśnie dlatego inżynierowie projektujący firmę BD SEALS Solutions™ opracowali uszczelkę wargową niezawierającą metalu, zachowującą jednocześnie swoje kluczowe zalety.
Stosując uszczelki DynaLip, całkowicie eliminuje się potrzebę stosowania części metalowych, ponieważ cała uszczelka jest wykonana z tego samego materiału polimerowego.W większości przypadków elastomerO-ringjest stosowany pomiędzy zewnętrzną średnicą uszczelnienia a pasującym otworem obudowy.O-ringi zapewniają szczelne uszczelnienie statyczne i zapobiegają obracaniu się.Natomiast uszczelki wargowe BD SEALS mogą być wykonane z więcej niż trzech różnych materiałów i są zamknięte w metalowej obudowie.
Obecnie oryginalne uszczelnienie DynaLip pojawiło się w wielu różnych wersjach, które idealnie nadają się również do montażu w terenie, ponieważ nie wymagają specjalnych narzędzi do montażu i nadają się również do zastosowań wymagających demontażu uszczelki w celu czyszczenia.Ze względu na prostą konstrukcję uszczelnienia te są często bardziej ekonomiczne.
W jaki sposób uszczelki wargowe BD SEAL PTFE, uszczelki polimerowe DynaLip i inne uszczelki wargowe firmy bd seals Solutions™ zmieniają nasze codzienne życie?
Uszczelki wargowe z PTFE zapewniają doskonałe właściwości uszczelniające i niskie tarcie w środowiskach suchych lub ściernych.Są często używane w złożonych zastosowaniach, gdzie wymagana jest szybkość.
Rynek sprężarek powietrza jest dobrym przykładem tego, jak uszczelki wargowe z PTFE zastępują uszczelnienia mechaniczne z elastomeru i węgla.Firma BD SEALS Solutions™ rozpoczęła współpracę z większością głównych producentów sprężarek powietrza w połowie lat 80. XX wieku, zastępując podatne na wycieki gumowe uszczelki wargowe i karbonowe uszczelki czołowe.
Oryginalna konstrukcja opierała się na tradycyjnej wysokociśnieniowej uszczelce wargowej, ale z czasem, w miarę wzrostu zapotrzebowania i wymaganej wyższej wydajności, uszczelkę zaprojektowano tak, aby zapewniała zerowy poziom wycieków i dłuższą żywotność.
Nowa technologia została opracowana tak, aby zapewnić ponad dwukrotnie większą trwałość uszczelnienia, przy jednoczesnym zachowaniu ścisłej kontroli szczelności przez cały czas.W rezultacie uszczelki wargowe Omniseal Solutions™ z PTFE uznawane są za standard branżowy, zapewniający ponad 40 000 godzin bezobsługowej pracy.
Uszczelki wargowe z PTFE zapewniają doskonałą kontrolę wycieków i mogą pracować od 1000 do 6000 obr./min z różnymi smarami i przez dłuższy okres czasu (15 000 godzin), co ogranicza roszczenia gwarancyjne.bd seals Solutions™ oferuje uszczelnienia wałów dla branży sprężarek śrubowych o średnicach od 13 do 150 mm (0,500 do 6000 cali).
Mieszalniki to kolejny obszar przemysłu, w którym powszechne jest dostosowywanie uszczelek.Klienci BD SEALS Solutions™ w tej branży wymagają uszczelnień, które wytrzymają ugięcie wału i bicie do 0,300 cala (7,62 mm), co stanowi znaczną wartość dynamicznego bicia wału.Aby rozwiązać ten problem i poprawić prędkość działania, firma BD SEALS Solutions™ oferuje opatentowaną konstrukcję uszczelki z pływającą wargą.
Uszczelki wargowe bd seals są łatwe w montażu, spełniają rygorystyczne wymagania EPA dotyczące wycieków i są kompatybilne z olejami i chłodziwami, dzięki czemu można je stosować w ograniczonych przestrzeniach przez cały okres eksploatacji pompy.
Ponadto uszczelki wargowe Solutions™ są przeznaczone do dynamicznych warunków uszczelniania, ekstremalnych prędkości, problemów z ciśnieniem i temperaturą oraz wielu innych zastosowań.
Ich uszczelnienia są również stosowane w sprzęcie wymagającym materiałów zatwierdzonych przez FDA do stosowania w maszynach, takich jak:
Wszystkie te zastosowania wymagają bardzo niskiego oporu tarcia uszczelnienia w celu obniżenia temperatury.Oprócz spełnienia norm FDA, uszczelki muszą być wolne od wgłębień, które mogłyby spowodować zakleszczenie uszczelnianego materiału i muszą być kompatybilne z kwasami, zasadami i środkami czyszczącymi.Muszą także wytrzymać mycie pod wysokim ciśnieniem i przejść test IP69K.
Uszczelnienia wargowe bd seals Solutions™ są stosowane w pomocniczych jednostkach napędowych (APU), silnikach z turbiną gazową, rozrusznikach, alternatorach i generatorach, pompach paliwowych, turbinach ciśnieniowych (RAT) i siłownikach klap, czyli na jednym z największych rynków.
Jednostka APU została aktywowana podczas lotu US Airways 1549 („Cud na rzece Hudson”), aby zapewnić zasilanie statku powietrznego umożliwiające bezpieczne lądowanie.Uszczelnienia wargowe i sprężynowe BD SEALS Solutions™ są zainstalowane w głównym systemie tego statku powietrznego, który jest uważany za krytyczny dla lotu i musi być w 100% sprawny po rozmieszczeniu.
Istnieje wiele powodów, dla których producenci branży lotniczej polegają na tych uszczelkach wargowych.Specjalnie zaprojektowane uszczelki wargowe BD SEALS zapewniają szczelniejsze uszczelnienie i lepszą wydajność niż porównywalne uszczelki elastomerowe.Wymagają również mniej miejsca niż mechaniczne uszczelnienia mechaniczne z włókna węglowego na wałach turbin i zewnętrznych skrzyniach biegów.
Wytrzymują temperatury od -53°C do 177°C i ciśnienia do 25 psi (0 do 1,7 bar), przy typowych prędkościach powierzchniowych od 2000 do 4000 stóp na minutę (10 do 4000 stóp na minutę). 20 m/s).Niektóre rozwiązania bd seals Solutions™ w tym obszarze mogą działać z prędkością przekraczającą 20 000 stóp na minutę, co odpowiada 102 metrom na sekundę.
Innym ważnym rynkiem są uszczelnienia silników lotniczych, gdzie uszczelki wargowe są stosowane w zewnętrznych uszczelnieniach skrzyń biegów przez dużych producentów silników lotniczych.Uszczelnienia wargowe bd seals Solutions™ są również stosowane w turbowentylatorowych silnikach odrzutowych z przekładnią.Silnik tego typu jest wyposażony w układ przekładniowy, który oddziela wentylator silnika od sprężarki niskociśnieniowej i turbiny, umożliwiając każdemu modułowi pracę z optymalną prędkością.
W ten sposób mogą zapewnić zwiększoną wydajność.Typowy samolot pasażerski spala około pół galona paliwa na milę, a oczekuje się, że bardziej wydajne silniki pozwolą zaoszczędzić średnio 1,7 miliona dolarów na kosztach operacyjnych na samolot rocznie.
Oprócz wspierania przemysłu komercyjnego, uszczelki wargowe z PTFE są również stosowane w wojsku, zwłaszcza w Departamencie Obrony.Obejmuje to zastosowanie w samolotach myśliwskich, lotniskowcach i helikopterach.
Uszczelki wargowe z PTFE są szeroko stosowane w samolotach wojskowych;Na przykład w wentylatorach podnoszenia pionowego uszczelnienia silników skrzyni biegów helikopterów i ich uszczelnienia sprężynowe są również stosowane w częściach, klapach i listwach uszczelnienia głowicy wirnika oraz kluczowych elementach układu hamulcowego używanego do łapania statku powietrznego.Wylądowałem na pokładzie.Ważne jest, aby upewnić się, że sprzęt używany do tych celów nie działa nieprawidłowo.
Uszczelnienia wargowe BD SEALS Solutions™ nadają się do najbardziej wymagających zastosowań, takich jak wały korbowe, rozdzielacze, pompy paliwowe i uszczelnienia krzywek spotykane w branży wyścigowej, gdzie w naturalny sposób silniki często poddawane są obciążeniom maksymalnym.
Większość zespołów NASCAR i silników Indianapolis Motorsports korzysta z uszczelek wargowych BD SEALS Solutions™.Prawie każdy uczestnik kwalifikacji i zawodnik, który ukończył wyścig w Indianapolis w 2019 r., używał uszczelek wargowych przynajmniej na przednim i tylnym wale korbowym.Rozwiązanie bd seals Solutions™ charakteryzuje się także opatentowaną konstrukcją stworzoną specjalnie dla NASCAR w celu wyeliminowania typowych problemów powodujących awarie dzielonego uszczelnienia PTFE.
Kiedy podczas niedawnego wyścigu na torze Daytona Superspeedway przy dużych prędkościach i pod wysokim ciśnieniem uszczelka olejowa wału korbowego przepustnicy silnika uległa spaleniu, wiodący producent silników NASCAR zwrócił się do uszczelniaczy wargowych bd seals Solutions™.W rezultacie wszyscy zwyciężyli: Brad Keselowski i Penske Ford nr 2 wygrali wyścig, korzystając z uszczelek wargowych bd seals Solutions™.Aby jeszcze bardziej uatrakcyjnić to udane wydarzenie, czterech z pięciu najlepszych zawodników, którzy ukończyli wyścig, jeździło samochodami wyposażonymi w silniki wiodących producentów, które również skorzystały z tych uszczelek wargowych.
Kolejnym zastosowaniem wyścigowym uszczelek wargowych BD SEALS Solutions™ są górne wtryskiwacze paliwa.Silniki te poddawane są ekstremalnym warunkom, w których każdy element wygina się, trzęsie i skręca, powodując kontakt między częściami, który normalnie nie powinien mieć miejsca.Dlatego też średnia żywotność górnego wtryskiwacza paliwa wynosi mniej niż pięć minut przy prędkościach wyścigowych.
Czas publikacji: 10 października 2023 r