Tom Zozokos，产品线总监，Beth Figliulo，美国流体动力部门经理，Trelleborg
很少有地方比非公路车辆的高耐久性、耐高温、化学兼容性、低维护的部件更重要。
毕竟，这辆车可能会在澳大利亚内陆忍受+130°F的温度，在西伯利亚在零下60°F的雪中行驶，或者在采矿作业中，硫酸可能会严重损害聚合物导向环。此外，在极端条件下维护非公路车辆是一项挑战，这意味着低维护、长寿命的部件可能是达到或错过最后期限的区别。
基础聚合物和填料
在三种主要的高模量塑料中，半结晶热塑性塑料提供了最经济适用的材料，适合加工成导向环、轴承、支撑环和结构部件(另外两种是无定形热塑性塑料和酰化材料)。
在半结晶热塑性塑料中，几种基聚合物通常用于非公路液压系统的挤压部件:
聚酰胺(PA或尼龙)
Polyphthalamide (PPA)
Polyetheretherketone (PEEK)
聚甲醛(POM或缩醛)
超高分子量聚乙烯(uhmw - pe)
这些聚合物在耐温、抗拉强度、弯曲模量(弯曲刚度)、Izod冲击(韧性/抗冲击)和耐化学性方面各不相同。例如，PEEK材料非常坚固和耐高温，而UHMW-PE是坚韧和耐磨的。
在这类热塑性塑料中，有许多填料用于增加强度或改善其摩擦学效应。例如，在注塑成型的颗粒中加入聚四氟乙烯(PTFE)粉末可以减少摩擦，改善PEEK材料的磨损特性。二硫化钼(钼)可以添加到尼龙中，以创造更坚硬和更耐磨的表面。
玻璃纤维和碳纤维都可以添加到热塑性塑料中以增加强度。一个常见的例子是在PA中加入玻璃以增强强度并减少最终产品的吸水量。同样，在PEEK材料中添加碳纤维有助于提高磨损性能，从而延长高温应用中的导向环的寿命。
一般来说，这类热塑性塑料的耐温性和强度越高，成本就越高。例如，PEEK材料的强度非常高(工作应力可达11000 PSI)，可以抵抗高达+450ºF的温度。然而，这种高性能是有代价的。对于某些应用程序来说，额外的成本是值得的;对于其他人来说，使用POM(缩醛)，UHMW-PE或带玻璃等填料的PA可能是有意义的。
产品类型
可由上述基础材料制成的产品包括导向环、轴承/衬套、支撑环和结构部件。
在所有情况下，这些零件的高模量塑料版本都比它们的金属版本轻得多。单独来说，重量差异是可以忽略不计的，但更换在一个设备的多个位置使用的组件可以大大减轻重量。例如，叉车中使用的四到六个地方的鞋垫，传统上是由铸钢制成的，可以用玻璃填充的尼龙版本代替，它可以在重量只有钢构件六分之一的情况下承受与钢构件相同的冲击和载荷。
此外，高模量塑料环能够经过修改，使其包含内部润滑剂，使其应用于不需要使用石油基润滑脂的系统中，更加环保。
指导戒指。设计用于吸收活塞和/或杆式液压缸的侧负载力，同时消除金属与金属之间的接触，热塑性导向环具有低摩擦系数、长使用寿命、良好的耐化学性和高负载能力——所有这些都比金属更低的磨损率。导向环可以购买为直线运动的角度切割，为旋转运动的直线切割，或为特殊应用的台阶切割。
轴承和衬套。与导向环类似，轴承/衬套防止金属间接触，减少摩擦，延长非液压系统的寿命。
备用戒指。它们安装在带有弹性密封元件的沟槽中，以保护和支持密封，防止密封挤压到密封间隙中。它们常用于挖掘机和农业机械的液压缸内。
结构组件。用于非公路车辆的耐磨垫、止推垫圈和许多其他结构部件都可以使用高模量塑料制造。这些部件总是比金属制造的部件更轻，而且通常也更便宜。
期待
共注射成型技术是非公路液压系统设计的重要技术之一。这允许在一个操作中组合两个聚合物，在一个组件中创建多个功能。一个很好的例子是作为密封的弹性体材料和作为衬套或导向环的更强的热塑性材料结合在一起的刮刀。例如，在非公路车辆的挖掘机铲斗的液压缸中，这个组件将是一个理想的模压杆端。
尽管这些类型的操作技术已经存在，但对于设计人员来说，要理解它可以最有效地应用在哪些应用中仍然是一个挑战。在发现如何利用创新的零件设计方面，与具有共同注射成型专业知识的制造商密切合作是很好的第一步。
Trelleborg
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