PTFE回転軸シールと従来のゴムシールの比較は？過酷な条件下での優れた性能

PTFE回転軸シールと従来のゴムシールは、機能は似ていますが、性能特性は大きく異なります。PTFEシールは化学的不活性、極端な温度への耐性、低摩擦特性により、要求の厳しい用途に優れていますが、ゴムシールは標準的な条件下では費用対効果に優れています。PTFEシールは耐薬品性、耐熱性、低摩擦性に優れており、ラバーシールは標準的な条件下ではコストパフォーマンスに優れている。

キーポイントの説明

1. 素材特性の比較

   • PTFE（四フッ化エチレン樹脂）:
     • 卓越した耐薬品性（ほぼすべての工業薬品に不活性）
     • 極端な温度範囲（-160°C～+260°Cまたは-328°F～+500°F）
     • 非粘着性の表面特性により、材料の蓄積を防止
     • 低摩擦係数（ゴムの0.5～2.0に対して0.02～0.1）
   • ゴム（NBR/FKMなど）:
     • 中程度の耐薬品性（化合物により異なる）
     • 温度範囲が狭い（-40℃～+200）
     • 弾力性はあるが、膨張・圧縮永久歪みを起こしやすい。

2. シール機構の違い

   • PTFEシール は、ワイドリップ設計（接触面5～7mm）を採用しています：
     • 油膜の厚さを一定に保つ
     • シャフトの偏心に強い
     • スプリング荷重なしで効果的に作動
   • ゴム製シールは狭いリップ（0.3-0.5mm）を採用しています：
     • シール力のためにスプリングの圧縮が必要
     • シャフトの振れやミスアライメントの影響を受けやすい
     • 潤滑膜の効果に依存する

3. 特定の条件下での性能

   • 高速アプリケーション:
     • PTFEの低摩擦は25m/sを超えるスピードを可能にする。
     • ゴム製シールは高速では発熱が大きい
   • 化学暴露:
     • PTFEは酸、溶剤、攻撃的な媒体に耐性があります。
     • ゴムは多くの化学薬品にさらされると劣化する
   • 極端な温度:
     • PTFEは極低温から+260℃まで完全性を維持
     • ゴムは低温で硬化し、高温で軟化する

4. 動作寿命要因

   • PTFEの利点
     • 研磨環境において3～5倍の長寿命
     • 潤滑不良時のドライ運転が可能
     • シャフト表面の摩耗が最小限
   • ゴムの限界：
     • 汚れている／乾燥している状態では摩耗が早い
     • 圧縮永久ひずみが生じやすい
     • 摩擦が大きいと劣化が早まる

5. 経済性

   • イニシャルコスト:ゴム製シールは一般的に30～50％安価
   • 総所有コスト:PTFEは、以下の理由により、長期的には安価であることが多い：
     • ダウンタイムの削減
     • メンテナンス要件の低減
     • 交換間隔の延長

6. 取り付けとメンテナンス

   • PTFEシール：
     • 取り付けミスに寛容
     • 一時的なドライ運転に対応
     • 再潤滑の頻度が少ない
   • ゴム製シール：
     • 正確な取り付けが必要
     • 潤滑に失敗するとすぐに故障する
     • 交換頻度が高い

これらのシールタイプの選択は、最終的にはお客様の具体的なアプリケーション要件によって決まります。PTFEは、化学的、熱的、速度的な課題を伴う過酷な環境では、初期コストは高いものの、優れた性能を発揮します。対照的に、ゴムシールは極端な特性を必要としない標準的な条件下では実用的です。最新のシーリング・ソリューションでは、それぞれの長所を活かすため、両方の素材を組み合わせることもある。

総括表

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