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Encontrar vedações eficazes para superfícies dinâmicas tem sido um grande desafio há décadas e até séculos, e tornou-se cada vez mais desafiador desde o advento e desenvolvimento de automóveis, aeronaves e máquinas sofisticadas.
Hoje, termoplásticos como o politetrafluoretileno(PTFE) vedações labiais(também conhecidas como vedações de eixo rotativo) são cada vez mais utilizadas.
Neste artigo, examinaremos mais de perto a vida útil de uma vedação rotativa de PTFE de alto desempenho e sua evolução ao longo do tempo.
Todo “super-herói” tem uma história de origem.O mesmo se aplica às vedações labiais de PTFE.Os primeiros pioneiros usaram corda, couro cru ou cintos grossos como alguns dos primeiros selos ou elementos de vedação nos eixos das rodas.No entanto, essas vedações estão sujeitas a vazamentos e requerem manutenção regular.Muitas das atuais empresas de selos elastoméricos já foram curtumes.
No final da década de 1920, as primeiras vedações radiais foram feitas de caixas de couro e metal com fechos.No final da década de 1940, o couro começou a ser substituído pela borracha sintética.Após 40 anos, muitos fabricantes estão começando a repensar todo o seu sistema de vedação, muitas vezes integrando a superfície de vedação no conjunto de vedação e usando múltiplos lábios com pontos de contato verticais e horizontais.
O fluorocarbono é um desses fabricantes.Em 1982, a Fluorocarbon Company adquiriu a SealComp, então uma pequena empresa familiar de fabricação de selos labiais com sede em Michigan.Após a aquisição, a Fluorocarbon Company transferiu a SealComp para uma fábrica na Carolina do Sul para produzir vedações metálicas para as indústrias nuclear e petroquímica.
Este novo negócio de vedações labiais é especializado em bombas e motores hidráulicos de alta pressão, alternadores militares e outros produtos comerciais, incluindo vedações de virabrequim de caminhões a diesel e termostatos.
Em 1995, uma fita elastomérica foi adicionada à vedação externa do lábio.Isto é feito para eliminar a pressão metal-metal e garantir uma vedação hermética entre a vedação e a vedação do corpo do cliente.Recursos adicionais foram adicionados posteriormente para remoção de vedação e paradas ativas para detectar a vedação e evitar instalação incorreta.
Existem muitas semelhanças, mas também muitas diferenças, entre as vedações de lábio de borracha elastomérica e as vedações BD de PTFE.
Estruturalmente, ambas as vedações são muito semelhantes, pois utilizam um corpo de metal pressionado em uma vedação de corpo estacionário e um material de lábio resistente ao desgaste que roça contra um eixo giratório.Eles também usam a mesma quantidade de espaço quando em uso.
As vedações de lábio elastoméricas são as vedações de eixo mais comuns no mercado e são moldadas diretamente em uma carcaça de metal para fornecer a rigidez necessária.A maioria das vedações de borracha elastomérica usam uma mola de extensão como mecanismo de carregamento para garantir uma vedação hermética.Normalmente a mola está localizada logo acima do ponto de contato entre a vedação e o eixo, proporcionando a força necessária para quebrar a película de óleo.
Na maioria dos casos, as vedações de lábio BD SEALS PTFE não usam uma mola de extensão para vedar.Em vez disso, essas vedações respondem a qualquer carga aplicada ao estiramento do lábio de vedação e ao raio de curvatura criado pelo corpo metálico.As vedações de lábio de PTFE usam um padrão de contato mais amplo entre o lábio e o eixo do que as vedações de lábio de elastômero.As vedações labiais de PTFE também possuem uma carga específica mais baixa, mas possuem uma área de contato mais ampla.Seu projeto teve como objetivo reduzir as taxas de desgaste e foram feitas alterações para reduzir a carga unitária, também conhecida como PV.
Uma aplicação especial das vedações labiais de PTFE é a vedação de eixos rotativos, especialmente eixos girando em altas velocidades.Quando as condições são desafiadoras e estão além de suas capacidades, elas são uma excelente alternativa às vedações de lábio de borracha elastomérica.
Essencialmente, as vedações labiais de PTFE são projetadas para preencher a lacuna entre as vedações labiais elastoméricas tradicionais e as vedações faciais mecânicas de carbono.Eles podem operar em pressões e velocidades mais altas do que a maioria das vedações de lábio elastomérico, o que os torna uma excelente alternativa.
Seu desempenho não é afetado negativamente por ambientes agressivos com temperaturas extremas, meios corrosivos, altas velocidades superficiais, altas pressões ou falta de lubrificação.Um excelente exemplo das capacidades superiores do PTFE são os compressores de ar industriais, classificados para operar mais de 40.000 horas sem manutenção.
Existem alguns equívocos em relação à produção de vedações labiais de PTFE.As vedações labiais de borracha elastomérica pressionam a borracha diretamente contra o corpo metálico.O corpo metálico proporciona a rigidez necessária e o elastômero assume a parte funcional da vedação.
Por outro lado, as vedações labiais de PTFE não podem ser fundidas diretamente em um invólucro metálico.O material PTFE não entra no estado líquido ou em um estado que permite o fluxo do material;Portanto, as vedações labiais de PTFE são feitas usinando a vedação, depois montando-a em um invólucro de metal e, em seguida, fixando-a mecanicamente.
Ao selecionar uma solução de vedação de precisão para aplicações rotativas, fatores importantes, incluindo velocidade do eixo, velocidade superficial, temperatura operacional, meio de vedação e pressão do sistema devem ser cuidadosamente considerados.Existem muitas outras condições operacionais a serem consideradas ao tomar sua decisão, mas as listadas acima são as principais.
Com os direitos vem uma grande responsabilidade.Com o tempo, o foco de nossa fábrica mudou para aplicações que exigem vedações de lábio de PTFE mais exigentes.Um dos principais benefícios do selo é a sua capacidade de funcionar em ambientes desafiadores em aplicações industriais, automotivas e aeroespaciais.
Eles podem operar em pressões e velocidades mais altas em eixos rotativos do que as vedações de lábio elastomérico, e os benefícios não param por aí.Outros benefícios das vedações labiais de PTFE incluem:
BD SEALS Duas vedações de lábio comuns são BD SEALS PTFE, vedações de lábio giratório com corpo metálico e vedações de polímero, ambas intercambiáveis.A principal diferença entre eles é o design.As vedações da carcaça metálica usam chapa metálica para formar uma carcaça vedada e, em seguida, instalam um lábio de vedação para fixar mecanicamente a vedação.
Inventadas no início de 2003, as vedações labiais BD SEALS são projetadas para funcionar em ambientes severos que variam de -53°C a 232°C, ambientes químicos agressivos e ambientes secos e abrasivos.As vedações rotativas dinâmicas de PTFE são usadas nas seguintes aplicações:
A BD veda as vedações rotativas por cerca de dez anos.Sua criação tornou-se necessária quando a BD SEALS começou a trabalhar na mistura e composição de materiais explosivos para aplicações militares.As vedações de lábio com invólucro metálico são consideradas totalmente inadequadas para esse fim devido à possibilidade de entrarem em contato com o eixo giratório do explosivo misto.É por isso que os engenheiros de projeto da BD SEALS desenvolveram uma vedação labial sem metal, mantendo seus principais benefícios.
Ao usar retentores de óleo, a necessidade de peças metálicas é completamente eliminada porque toda a vedação é feita do mesmo material polimérico.Na maioria dos casos, um anel de vedação elastomérico é usado entre o diâmetro externo da vedação e o furo correspondente do alojamento.Os anéis de vedação fornecem uma vedação estática hermética e evitam a rotação.Em contraste, as vedações labiais podem ser feitas de mais de três materiais diferentes e alojadas em um invólucro metálico.
Hoje, a vedação original gerou muitas versões diferentes que também são ideais para instalação em campo, pois não requerem ferramentas especiais para instalação e também são adequadas para aplicações que exigem a remoção da vedação para limpeza.Devido ao seu design simples, essas vedações costumam ser mais econômicas.
Como as vedações labiais de PTFE, vedações de polímero e outras vedações labiais BD SEALS da BD SEALS mudam nossa vida diária?
As vedações labiais de PTFE proporcionam propriedades de vedação superiores e baixo atrito em ambientes secos ou abrasivos.Eles são frequentemente usados em aplicações complexas onde a velocidade é necessária.
O mercado de compressores de ar é um bom exemplo de como as vedações labiais de PTFE estão substituindo as vedações mecânicas de elastômero e de carbono.Começamos a trabalhar com a maioria das grandes empresas de compressores de ar em meados da década de 1980, substituindo vedações de borracha e vedações de face de carbono propensas a vazamentos.
O projeto original foi baseado em uma vedação de lábio de alta pressão tradicional, mas com o tempo, à medida que a demanda aumentava e era necessário um desempenho mais alto, a vedação foi projetada para ter vazamento zero e vida útil prolongada.
A nova tecnologia foi desenvolvida para mais do que duplicar a vida útil da vedação, mantendo sempre um controle rígido de vazamentos.Como resultado, as vedações labiais BD SEALS PTFE são consideradas o padrão da indústria, proporcionando mais de 40.000 horas de serviço livre de manutenção.
As vedações labiais de PTFE fornecem controle superior de vazamento e são capazes de operar de 1.000 a 6.000 rpm com uma variedade de lubrificantes e por longos períodos de tempo (15.000 horas), reduzindo as reclamações de garantia.Omniseal Solutions™ oferece vedações de eixo para a indústria de compressão de parafuso com diâmetros que variam de 13 a 150 mm (0,500 a 6.000 polegadas).
Os misturadores são outra área da indústria onde a personalização de vedações é generalizada.Os clientes da BD SEALS neste setor exigem vedações que possam lidar com deflexão e desvio do eixo de até 0,300 pol. (7,62 mm), o que representa uma quantidade significativa de desvio dinâmico do eixo.Para resolver esse problema e melhorar a velocidade operacional, a Omniseal Solutions™ oferece um projeto patenteado de vedação com lábio flutuante.
As vedações BD SEALS LIP são fáceis de instalar, atendem aos rigorosos requisitos de vazamento da EPA e são compatíveis com óleo e líquido refrigerante para uso em espaços confinados durante toda a vida útil da bomba.
Além disso, nossas vedações labiais são projetadas para condições de vedação dinâmicas, velocidades extremas, problemas de pressão e temperatura e muitas outras aplicações.
Seus selos também são usados em equipamentos que exigem materiais aprovados pela FDA para uso em máquinas como:
Todas essas aplicações exigem resistência ao atrito da vedação muito baixa para reduzir a temperatura.Além de atender aos padrões da FDA, as vedações devem estar livres de cavidades que possam causar obstrução do material a ser vedado e devem ser compatíveis com ácidos, álcalis e agentes de limpeza.Eles também devem resistir à lavagem de alta pressão e passar no teste IP69K.
As vedações labiais BD SEALS são usadas em unidades de potência auxiliares (APU), motores de turbina a gás, motores de partida, alternadores e geradores, bombas de combustível, turbinas de pressão (RAT) e atuadores de flap, um dos maiores mercados.
A APU foi ativada no voo 1549 da US Airways (“Miracle on the Hudson”) para fornecer energia à aeronave para um pouso seguro.As vedações de lábio e mola Omniseal Solutions™ são instaladas no sistema central desta aeronave, que é considerado crítico para o voo e deve estar 100% operacional no momento da implantação.
Há muitas razões pelas quais os fabricantes aeroespaciais confiam nessas vedações labiais.As vedações de lábio BD SEALS especialmente projetadas proporcionam uma vedação mais estanque e melhor desempenho do que as vedações elastoméricas comparáveis.Eles também exigem menos espaço do que os selos mecânicos de carbono nos eixos das turbinas e nas caixas de engrenagens externas.
Eles podem suportar temperaturas de -65°F a 350°F (-53°C a 177°C) e pressões de até 25 psi (0 a 1,7 bar), com velocidades de superfície típicas de 2.000 a 4.000 pés por minuto (10 a 1,7 bar). 20m/s).Algumas soluções BD SEALS nesta área podem operar a velocidades superiores a 20.000 pés por minuto, o que equivale a 102 metros por segundo.
Outro mercado importante é o de vedações de motores de aeronaves, onde as vedações labiais são usadas em vedações de transmissão externa por grandes fabricantes de motores de aeronaves.As vedações labiais BD SEALS também são usadas em motores a jato turbofan com engrenagens.Este tipo de motor é equipado com um sistema de engrenagens que separa o ventilador do motor do compressor de baixa pressão e da turbina, permitindo que cada módulo opere na velocidade ideal.
Assim, eles podem proporcionar maior eficiência.Um avião comercial típico queima cerca de meio galão de combustível por milha, e espera-se que motores mais eficientes economizem em média US$ 1,7 milhão em custos operacionais por avião por ano.
Além de apoiar as indústrias comerciais, as vedações labiais de PTFE também são utilizadas nas forças armadas, especialmente pelo Departamento de Defesa.Isto inclui o uso em aviões de combate, porta-aviões e helicópteros.
As vedações labiais de PTFE são amplamente utilizadas em aeronaves militares;Por exemplo, em ventiladores de elevação verticais, as vedações do motor da caixa de engrenagens do helicóptero e suas vedações acionadas por mola também são usadas nas peças de vedação da cabeça do rotor, flaps e ripas, e equipamentos-chave no sistema de freio usado para travar uma aeronave.Aterrissou no convés.É importante garantir que o equipamento utilizado para estes fins não apresente mau funcionamento.
As vedações IP BD SEALS são adequadas para algumas das aplicações mais desafiadoras, como virabrequins, distribuidores, bombas de combustível e vedações de came encontradas na indústria de corridas, onde naturalmente os motores são frequentemente levados ao seu limite.
Horário da postagem: 24 de dezembro de 2023