Контактни уплътнения с устна срещу лабиринтни уплътнения за лагери: избор по замърсяване, скорост, температура и триене

Първо решете какво доминира: навлизане на замърсяване или скорост и триене

Двете семейства уплътнения разменят едно свойство срещу друго и точно този компромис определя кое семейство изобщо е в игра. Контактното уплътнение с устна притиска гъвкава устна срещу вътрешния пръстен, образувайки плътен физически бариер, който дава найвисока защита срещу фина прах и влага⁹.

Същият контакт създава триене и топлина, което налага максимално ограничение на скоростта и при по-високи скорости изисква втвърден и шлайфан вал^4,9. Неконтактното лабиринтно уплътнение разчита вместо контакт на тесен, извивист път и центробежна сила, така че триенето е практически елиминирано, то подхожда за много високи ротационни скорости и самото уплътнение не се износва¹⁴.

Цената на това е ефективността на уплътнението: лабиринтът не може да осигури същата абсолютна бариера срещу много ситни частици или течности и е неподходящ за силно замърсяване или пряма водна струя¹⁴. За вашето приложение си задайте въпроса откъде точно купувате защита — срещу кой режим на отказ.

Ако до лагера може да достигне ситна прах, влага или вода за миене, кандидатът е контактното уплътнение, а скоростта се превръща в бреме на доказване. Ако обвързващото ограничение е работната скорост или енергетичният бюджет, кандидатът е лабиринтът, а замърсяването трябва да се реши от корпуса.

Отхвърлете всяко уплътнение, чийто температурен таван вашето приложение превишава

Температурата е твърд филтър, защото я определя материалът на уплътнението, а не неговата геометрия. За гумените контактни уплътнения се препоръчва да остават при около 100°C или под него; над това гумата може да се разгради или омекне и ефективността на уплътнението спада^11,15.

Лабиринтните уплътнения покриват по-широк диапазон, а материалът, който изберете вътре в семейството, определя тавана: пластмасата работи от -40°C до 140°C, докато стоманата или алуминият — от -40°C до 171°C⁴.

Ако вашата работна температура стои над гумения лимит, контактното уплътнение отпада, преди да сравните каквото и да било друго, и решението се измества към това кой материал на лабиринта пасува на средата.

Проверявайте температурата на мястото на уплътнението, а не номиналния рейтинг на машината, защото уплътнен лагер работи по-горещ от отворен заради собственото си триене^13,15. Източниците не публикуват температурен диапазон за V-пръстенови уплътнения, така че този вариант изобщо не може да бъде филтриран по тази променлива.

Проверете дали валът и корпусът могат физически да приемат уплътнението

Уплътнението, избрано по замърсяване и температура, все пак трябва да се събере в наличния хардуер. Тези проверки решават дали изборът оцелява при сблъсъка с чертежа.

• ✓Уверете се, че валът може да бъде втвърден и шлайфан, ако устново уплътнение работи при по-висока скорост — лабиринтното не се нуждае нито от едното, нито от другото [S4].
• ✓Проверете дали корпусът има място за допълнителната аксиална ширина, която уплътнението добавя спрямо защитна шайба [S13].
• ✓Сверете работната скорост с лимита на уплътнението; контактно уплътнение сваля тавана на скоростта значително под неконтактно решение [S20].
• ✓Потвърдете очакваната несъосност, тъй като контактното уплътнение ограничава вътрешното накланяне повече от неконтактно решение [S5,S20].
• ✓Потвърдете, че материалът на уплътнението е съвместим със смазването и средата на мястото на уплътнението [S4].

Назовете замърсяващата среда, преди да се ангажирате

Общият етикет „замърсено“ скрива решението, защото двете семейства се провалят различно срещу различни среди. Устново уплътнение изобщо не се справя с фино и грубо грануларно замърсяване, защото частиците причиняват бързо износване на устната⁴.

Лабиринтно уплътнение може надеждно да уплътни същото грануларно замърсяване, но само когато е поставено на хоризонтален вал⁴.

С водата е сходно условно: лабиринтът се справя с въздействието на вода, когато са използвани корозионно устойчиви материали и нивото на маслото стои под уплътнителния диаметър, докато възможността на устновото уплътнение с вода е ограничена, защото водата увеличава триенето на мястото на уплътнението⁴.

Срещу фина прах и влага като цяло контактното уплътнение все още дава по-високото ниво на защита⁹. Така че въпросът за вашата машина не е „колко е мръсна“, а „какъв е замърсителят, в каква ориентация и участва ли течност“.

Ако отговорът е ситна прах или пръски, контактното уплътнение запазва мястото си. Ако е грануларен материал на хоризонтален вал, лабиринтът може да го уплътни по-добре от устна, която би се износила.

Решете дали бюджетът на триене и мощността отхвърля контактното уплътнение

Контактното уплътнение се влошава от триене и губи мощност, докато лабиринтното уплътнение няма нито триене, нито загуба на мощност, което може да позволи по-малък задвижващ агрегат⁴.

Ако вашата машина има стегнат енергиен бюджет или уплътнението стои на позиция, където съпротивлението се проявява като топлина, тази разлика сама може да реши избора в полза на лабиринта^4,9,14.

Трудността е, че източниците дават посоката на компромиса, но не и големината: за нито един тип уплътнение не са публикувани момент на триене в N·mm и загуба на мощност във ватове^4,9,14. Не можете да оразмерите двигател или топлинен резерв от тази статия.

Поискайте от доставчика момента на триене и загубата на мощност при вашата работна скорост и температура и приемайте всяка дадена стойност като тяхно собствено измерване, докато не можете да я проверите.

Поискайте от доставчика стойностите, които източниците не носят

Цена, живот и съответствие няма в доказателствата, затова трябва да бъдат изисквани от доставчика, преди да се ангажирате. Поискайте всеки пунк писмено спрямо вашите работни условия.

• ✓Защита от навлизане: поискайте IP класа или резултата от тест за изключване на частици и вода за предлаганото уплътнение.
• ✓Триене: поискайте момент на триене и загуба на мощност при вашата работна скорост и температура.
• ✓Интерфейс с вала: поискайте необходимата обработка на повърхността, твърдост и биене за този тип уплътнение.
• ✓Живот: поискайте MTBF или очаквания живот на уплътнението при вашето замърсяване и температура.
• ✓Разходи: поискайте единична цена на уплътнението и труда за монтаж отделно от цената на лагера.
• ✓Наличност: поискайте срок на доставка и минимална поръчка за конкретния тип уплътнение, а не за лагери изобщо.
• ✓Съответствие: поискайте всеки сертификат ISO 6194, DIN 3760, FDA или ATEX, който уплътнението се твърди, че има.

Какво източниците не установяват

• Няма количествени данни за защита от проникване (клас IP или тест за задържане на частици/вода) за нито един тип уплътнение.
• Няма стойности за триене момент (N·мм) или загуба на мощност (W), включително стартов момент, за нито един тип уплътнение.
• Няма конкретни изисквания за грапавост на повърхността на вала (Ra), твърдост или биене за всеки тип уплътнение.
• Няма единични цени на уплътненията, разходи за труд при монтаж или данни MTBF за типовете уплътнения.
• Няма наличност, срокове за доставка или минимални количества за поръчка, специфични за типа уплътнение.
• Няма данни за съответствие с ISO 6194, DIN 3760, FDA или ATEX за нито един тип уплътнение.
• Изцяно липсват данни за уплътнения с V-пръстен — източниците не ги разглеждат, така че тройно сравнение не е възможно.
• Няма конкретни граници за максимална скорост (DN или повърхностна скорост) за лабиринтни или V-пръстенови уплътнения.
• Няма данни за съвместимост на смазката, специфични за материалите на уплътненията.