Deall Ffin Deunyddiau Selio Di-Elastomer

Y ffin wirioneddol mewn peirianneg selio yw ffin y mecanweithiau selio i bob pwrpas. Mae grym selio cychwynnol morloi elastomerig yn bennaf yn dibynnu ar yr adferiad elastig ar ôl cywasgu, a bydd y pwysau canolig yn cynyddu'r straen cyswllt ymhellach. Os bydd y set cywasgu yn mynd yn rhy fawr a bod y deunydd yn colli ei gof elastig, bydd y sêl yn methu. Mewn cyferbyniad, mae gan bolymerau technegol fel PTFE, UHMWPE a PEEK adferiad elastig sylfaenol isel ac mae PTFE yn arbennig yn dangos llif oer sylweddol neu ymgripiad. Felly nid yw'r deunyddiau hyn yn gweithio trwy "snipio'n ôl fel rwber" ond ar ddyluniad geometrig, rhaglwytho, actifadu pwysau, ffynhonnau neu egni cylch O- ar gyfer perfformiad selio. Mae hyn yn diffinio ffin graidd deunyddiau nad ydynt yn selio elastomer: nid y cwestiwn allweddol yw pa mor gryf yw'r deunydd, ond pa rôl y mae'n ei chwarae yn y system - p'un a yw'n darparu iawndal elastig, neu a yw'n darparu swyddogaethau megis ffrithiant isel, ymwrthedd gwisgo, ymwrthedd cemegol, ymwrthedd allwthio neu ddwyn llwyth. Mae'r cyntaf mewn elastomers a'r olaf yw pam mae plastigau peirianneg yn dod o hyd i'w ffordd i mewn i gymwysiadau selio.

1. Ni ddylid meddwl am PTFE PTFE fel "plastig diwedd uchel" yn unig, ond fel sylwedd sy'n gwthio tair ffin bwysig ar yr un pryd: ymwrthedd cemegol, ymwrthedd tymheredd, a ffrithiant isel. Mae astudiaethau AGC yn dangos bod ganddo ystod tymheredd gwasanaeth arferol o tua -180 gradd i +260 gradd a'i fod yn gemegol anadweithiol i bron pob cyfrwng. Mae cyfernod ffrithiant llithro sych PTFE ar ddur tua 0.10 yn ôl data Parker, sy'n llawer is na UHMWPE (~ 0.25) a virgin PEEK (~ 0.35). Mae hyn yn golygu bod PTFE yn symud ffin perfformiad uchaf seliau elastomerig yn effeithiol mewn sefyllfaoedd deinamig tymheredd uchel, cyrydol difrifol a ffrithiant isel.

Ond mae ei ddiffygion yr un mor arwyddocaol. Dywed Parker fod gan PTFE wyryf lawer o ymgripiad ar dymheredd ystafell gyda llwyth cyson ac yn y bôn nid oes ganddo adferiad elastig. Mae ffrithiant yn isel iawn ond mae ymwrthedd gwisgo braidd yn wael. Felly, nid yw'n gywir ystyried PTFE fel rwber tymheredd uchel neu fel rhywbeth sy'n cyfateb yn galed i gylchoedd O elastomerig. Camgymeriad peirianneg nodweddiadol yw cyfuno ffrithiant llai â'r gallu i ddarparu sêl elastig sefydlog. Felly anaml y defnyddir PTFE ar ei ben ei hun mewn cymwysiadau go iawn. Un ffordd yw newid y llenwad trwy ddefnyddio deunyddiau fel ffibr gwydr, ffibr carbon, graffit neu efydd i wella'r ymwrthedd creep, ymwrthedd traul, cryfder cywasgol a chynhwysedd gwrth-allwthio. Dull gwahanol yw defnyddio adeileddau selio egniol megis seliau sbring neu elastomer, lle mae sbringiau neu gylchoedd O yn gwneud iawn am-cyswllt gwasgedd isel ac anffurfiad hirdymor.

O safbwynt peirianneg, dylid ystyried PTFE fel deunydd sy'n torri terfynau cydweddoldeb cyfryngau, tymheredd a ffrithiant, ac nid fel deunydd sy'n darparu iawndal geometrig neu elastig. Mae'n fwyaf addas ar gyfer sefyllfaoedd o dymheredd uchel, amlygiad cemegol ymosodol neu symudiad deinamig heb fawr o ffrithiant. Fodd bynnag, nid dyma'r opsiwn mwyaf os mai'r gofyniad mawr yw cydymffurfiad dadffurfiad mawr neu adferiad elastig hirdymor.

2. UHMW-PE
Mae UHMWPE yn cynrychioli ffin ddeunydd hollol wahanol o'i gymharu â PTFE. Er enghraifft, mae gan Ensinger PE1000 wydnwch effaith uchel iawn, ymwrthedd gwisgo a chrafiad da, ymddygiad gwisgo llithro pwerus a pherfformiad tymheredd isel uwch. Paramedrau nodweddiadol yw modwlws tynnol o tua 700 MPa, cryfder cynnyrch o tua 19 MPa a thymheredd gwasanaeth o tua -260 gradd i +80 gradd .

Nid yw'n blastig sy'n gwrthsefyll tymheredd uchel yn ei natur materol ond yn bolymer technegol sy'n gwrthsefyll traul ac sy'n gwrthsefyll trawiad. Mae Parker yn nodi bod "UHMWPE yn un o'r deunyddiau anoddaf a mwyaf gwrthsefyll traul ond mae ganddo dymheredd a gwrthiant cemegol mwy cyfyngedig na PTFE ac mae'n fwy addas ar gyfer cymwysiadau llithro cilyddol neu araf iawn gyda chyfernod ffrithiant uwch na PTFE. Prif gynnig UHMWPE Trelleborg yw fel deunydd ar gyfer modrwyau canllaw a gwisgo modrwyau mewn silindrau hydrolig, lle mae'n amsugno ochrau pilerau neu'n cael gwared ar lwythi silindrau hydrolig, lle mae'n amsugno ochrau pilenni ac yn cael eu hamsugno. metel-i-cyswllt metel.

Mewn geiriau eraill, mae UHMWPE wedi'i gynllunio i wrthsefyll traul, arweiniad, caledwch tymheredd isel a symudiad llithro araf, i beidio â chystadlu â PTFE mewn gosodiadau tymheredd uchel neu gemegol llym. Mae UHMWPE yn aml yn cael ei ystyried fel rhywbeth rhad yn lle PTFE , ond mae eu rolau yn sylfaenol wahanol mewn gwirionedd . Mae PTFE wedi'i gynllunio ar gyfer ymwrthedd cemegol eithafol, tymheredd uchel a ffrithiant isel iawn, tra bod UHMWPE wedi'i gynllunio ar gyfer ymwrthedd gwisgo, ymwrthedd effaith a chaledwch tymheredd isel.

3. Mae PEEK PEEK yn ddeunydd mwy strwythurol mewn systemau selio. Mae data Victrex yn dweud bod gan PEEK allu tymheredd uchel, ymwrthedd cemegol helaeth, cryfder mecanyddol uchel, sefydlogrwydd dimensiwn rhagorol, ymwrthedd hydrolysis a gwrthsefyll gwisgo. Mae gan y radd 450G nodweddiadol, er enghraifft, fodwlws tynnol o tua 4.0 GPa, cryfder tynnol o tua 98 MPa a thymheredd gwasanaeth parhaus hyd at 260 gradd.

Yn bendant nid yw PEEK yn ddeunydd selio cyswllt meddal, ond yn bolymer strwythurol modwlws uchel. Fe'i defnyddir yn bennaf mewn cymwysiadau selio fel cylchoedd wrth gefn, dyfeisiau gwrth-allwthio, elfennau arweiniol a chydrannau strwythurol cynnal llwyth. Ar gyfer ceisiadau arweiniad a gwisgo, mae Trelleborg yn dosbarthu PEEK fel plastig peirianneg modwlws uchel. Mae modrwyau wrth gefn PEEK wedi'u datblygu'n arbennig i osgoi allwthio cylchoedd O neu X{-o dan bwysau uchel.

Mantais PEEK yw ei fod yn ymestyn terfynau ymwrthedd pwysau, rheoli bwlch, gallu cario llwyth a sefydlogrwydd dimensiwn. Ond nid yw PEEK yn ddeunydd selio sy'n berthnasol i bawb. Nid yw'n ddelfrydol ar gyfer cymwysiadau anffurfiad cydymffurfio neu amsugno goddefgarwch mawr ac mae ganddo gyfernod ffrithiant mwy na PTFE. Argymhellir felly ystyried PEEK fel deunydd adeileddol a gwrth-allwthio ond nid fel elfen selio allweddol.

4. TPU (PU)
Cyfeirir at polywrethan yn aml fel TPU mewn cymwysiadau selio ac mae'n ddeunydd safonol mewn selio deinamig hydrolig. Mae Parker TPU wedi bod yn feincnod mewn systemau pŵer hylif ers amser maith, gan gynnig ymwrthedd gwisgo eithriadol, sefydlogrwydd thermol, ymwrthedd hydrolysis, perfformiad set cywasgu ac adferiad elastig. Mae Covestro hefyd yn nodi ei wrthwynebiad crafiadau gwych, ystod hyblygrwydd eang, elastigedd uchel ac ymwrthedd da i olewau a thoddyddion penodol.

Mae hyn yn rhoi TPU mewn safle canol rhwng elastomers a phlastigau peirianneg. Mae ganddo elastigedd rhagorol ac mae'n gwella bywyd gwisgo a gwydnwch mecanyddol yn fawr, yn enwedig ar gyfer cymwysiadau hydrolig deinamig pwysedd uchel. Ond mae ei gryfder gwirioneddol yn benodol mewn selio hydrolig deinamig, nid mewn ymwrthedd cemegol cyffredinol neu amodau selio statig.

Un o'r camsyniadau mwyaf cyffredin yw meddwl am TPU fel un deunydd homogenaidd, gan fod ei wrthwynebiad cemegol yn ddibynnol iawn ar ffurfiad, caledwch, tymheredd, crynodiad a chyfnod amlygiad. Bydd asidau ac alcalïau cryf yn ymosod ar TPU, bydd hydrocarbonau aromatig yn achosi iddo chwyddo, bydd cetonau ac esters yn achosi chwyddo sylweddol, ac mae DMF, DMSO, NMP, a THF yn doddyddion ar gyfer TPU. Mae gan y fformiwleiddiad hefyd rôl mewn ymwrthedd tymheredd. Mae systemau MDI fel arfer ar 100 gradd tra bod systemau sy'n seiliedig ar PPDI tua 135 gradd. Felly, nid yw PU yn cael ei bennu gan un ffin gyson, ond gan ffiniau fformiwleiddiad dibynnol system.

5. terfyn peirianneg rhwng elastomers a phlastigau peirianneg
Gellir deall y rhwystr sylfaenol rhwng plastigau peirianneg ac elastomers mewn ychydig o ffyrdd. Mae elastomers yn bennaf gyfrifol am y grym selio trwy adferiad elastig, tra nad yw plastigau peirianneg fel PTFE, UHMWPE a PEEK yn dibynnu ar ddadffurfiad elastig, ond yn gwthio'r terfynau perfformiad gyda ffrithiant isel, ymwrthedd gwisgo, ymwrthedd cemegol, ymwrthedd allwthio a sefydlogrwydd dimensiwn.

Mae eu rolau swyddogaethol wedi'u gwahaniaethu'n dda. Mae PTFE yn ymdrin yn bennaf â therfynau cemegol, tymheredd a ffrithiant. Mae UHMWPE yn ymwneud â'r ymwrthedd gwisgo, arweiniad, perfformiad tymheredd isel a llithro'n araf. Defnyddir PEEK ar gyfer cynnal llwyth, gwrth-allwthio a sefydlogrwydd strwythurol pwysedd uchel. Mae PU wedi'i optimeiddio ar gyfer bywyd gwisgo o dan amodau hydrolig deinamig. Yn ymarferol, yn aml nid amnewid y datrysiadau selio gorau ond systemau hybrid. Er enghraifft, mae modrwy O-yn darparu rhaglwyth a grym cyswllt cychwynnol, mae llawes PTFE yn darparu llai o ffrithiant a gwell ymwrthedd cemegol, ac mae modrwy PEEK neu gefn PTFE wedi'i llenwi yn atal allwthio dan bwysau.

Y camgymeriad peirianneg mwyaf cyffredin yw cymharu deunyddiau ar gyfer gwahanol ddulliau selio. Nid yw PTFE yn rwber pen uchel, nid yw PEEK yn blastig cyffredinol, nid yw UHMWPE yn PTFE rhad, nid dim ond NBR anoddach yw PU. Unwaith y bydd y modd methiant dominyddol yn cael ei gydnabod, mae'r ffin ddeunydd yn amlwg.