Kontaktní rtěnová těsnění vs labyrintová těsnění pro ložiska: volba podle kontaminace, otáček, teploty a tření

Nejprve rozhodněte, co dominuje: vnikání kontaminace, nebo otáčky a tření

Obě rodiny těsnění směňují jednu vlastnost za druhou a právě tento kompromis určuje, která rodina je vůbec ve hře. Kontaktní rtěnové těsnění přitlačuje pružnou lalokovou část k vnitřnímu kroužku a tvoří těsnou fyzikální bariéru, která dává nejvyšší ochranu proti jemnému prachu a vlhkosti⁹.

Týž kontakt vytváří tření a teplo, což ukládá maximální limity otáček a při vyšších otáčkách vyžaduje kalený a broušený hřídel^4,9. Nekontaktní labyrintové těsnění spoléhá místo kontaktu na úzkou, klikatou cestu a odstředivou sílu, takže tření je prakticky vyloučeno, hodí se pro velmi vysoké otáčky a samo se neopotřebuje¹⁴.

Cena za to je těsnicí účinnost: labyrint nedokáže poskytnout stejnou absolutní bariéru proti velmi jemným částicím nebo kapalinám a není vhodný pro silnou kontaminaci ani přímý vodní dešť¹⁴. Pro vaši aplikaci si položte otázku, proti kterému režimu selhání skutečně kupujete ochranu.

Pokud k ložisku proniká jemný prach, vlhkost nebo voda při mytí, kontaktní těsnění je kandidát a otáčky se stávají důkazním břemenem. Je-li závazným omezením pracovní otáčky nebo energetický rozpočet, kandidátem je labyrint a kontaminaci musí být místo toho zvládnuta v pouzdře.

Vylučte každé těsnění, jehož teplotní strop vaše aplikace překračuje

Teplota je tvrdá brána, protože ji určuje materiál těsnění, nikoli jeho geometrie. Gumovým kontaktním těsněním se doporučuje zůstat na přibližně 100 °C a méně; nad tím se guma může degradovat nebo změkčit a těsnicí účinnost upadá^11,15.

Labyrintová těsnění pokrývají širší pásmo a strop určuje materiál, který v té rodině vyberete: plast pracuje od -40 °C do 140 °C, ocel nebo hliník od -40 °C do 171 °C⁴.

Je-li vaše provozní teplota nad gumovým limitem, je kontaktní těsnění mimo hru, ještě než začnete cokoli srovnávat, a rozhodnutí se přesouvá na materiál labyrintu vhodný pro prostředí. Kontrolujte teplotu na místě těsnění, nikoli jmenovitou hodnotu stroje, protože těsněné ložisko je horkější než otevřené kvůli vlastnímu tření^13,15.

Zdroje nepublikují teplotní rozsah pro V-kroužková těsnění, tato volba tedy vůbec nelze podle této proměnné třídit.

Zkontrolujte, zda mohou hřídel a pouzdro těsnění fyzicky přijmout

Těsnění, které jste vybrali podle kontaminace a teploty, se stále musí vejít na hardwar, který máte. Tyto kontroly rozhodují, zda volba přežije setkání s výkresem.

• ✓Potvrďte, že hřídel lze zakalit a obrousit, pokud rtěnové těsnění běží při vyšších otáčkách — labyrintová těsnění nepotřebují ani jedno [S4].
• ✓Zkontrolujte, zda pouzdro má místo pro dodatečnou axiální šířku, kterou těsnění přidává oproti krycímu štítku [S13].
• ✓Ověřte pracovní otáčky vůči limitu těsnění; kontaktní těsnění sníží strop otáček hluboko pod úroveň nekontaktní konstrukce [S20].
• ✓Potvrďte očekávanou nepřesnost uložení, protože kontaktní těsnění více omezuje vnitřní naklonění než nekontaktní konstrukce [S5,S20].
• ✓Potvrďte, že materiál těsnění je kompatibilní s mazivem a prostředím na místě těsnění [S4].

Pojmenujte kontaminující médium, ještě než se závazně rozhodnete

Obecné označení „kontaminované“ rozhodnutí schovává, protože obě rodiny selhávají vůči různým médiím různě. Rtěnové těsnění vůbec nedokáže zvládnout jemnou ani hrubou zrnnou kontaminaci, protože částice rychle opotřebovávají lalok⁴.

Labyrintové těsnění dokáže tu samou zrnnou kontaminaci spolehlivě utěsnit, ale jen když je instalováno na vodorovném hřídeli⁴. Podobně podmíněná je voda: labyrint zvládne vodu, když se použijí materiály odolné proti korozi a hladina oleje leží pod těsnicím průměrem, zatímco schopnost rtěnového těsnění na vodu je omezená, protože voda zvyšuje tření na místě těsnění⁴.

Proti jemnému prachu a vlhkosti obecně stále dává kontaktní těsnění vyšší stupeň ochrany⁹. Otázkou, kterou je tedy pro váš stroj třeba zodpovědět, není „jak je to špinavé“, ale „jaký je kontaminant, v jaké poloze a je přítomna kapalina“.

Je-li odpovědí jemný prach nebo dešť, kontaktní těsnění své místo drží. Jde-li o zrnný materiál na vodorovném hřídeli, labyrint jej může utěsnit lépe než lalok, který by se opotřeboval.

Rozhodněte, zda rozpočet tření a výkonu vylučuje kontaktní těsnění

Kontaktní těsnění se degraduje třením a ztrácí výkon, labyrintové těsnění nemá tření ani ztrátu výkonu, což může dovolit menší pohon⁴. Má-li váš stroj úzký energetický rozpočet nebo leží těsnění v pozici, kde se brzdění projeví jako teplo, může tenhle rozdíl sám o sobě rozhodnout pro labyrint^4,9,14.

Problém je, že zdroje dávají směr kompromisu, ale ne jeho velikost: žádný třecí moment v N·mm ani ztráta výkonu ve wattech není publikována pro žádný typ těsnění^4,9,14. Motor ani teplotní rezervu si z tohoto článku nemůžete spočítat.

Vyžádejte si od dodavatele třecí moment a ztrátu výkonu při vašich pracovních otáčkách a teplotě a berte jakékoli číslo, které dá, jako jeho vlastní měření, dokud jej nemůžete ověřit.

Vyžádejte si od dodavatele údaje, které zdroje nemají

Cena, životnost a shoda nejsou v důkazech, musí se proto před závazkem vymáhat od dodavatele. Žádejte každou položku písemně oproti vašim provozním podmínkám.

• ✓Ochrana proti vniknutí: vyžádejte stupeň IP nebo výsledek zkoušky vyloučení částic a vody pro nabízené těsnění.
• ✓Tření: vyžádejte třecí moment a ztrátu výkonu při vašich pracovních otáčkách a teplotě.
• ✓Rozhraní hřídele: vyžádejte požadovanou drsnost, tvrdost a oběžnou chybu pro typ těsnění.
• ✓Životnost: vyžádejte MTBF nebo očekávanou životnost těsnění při vaší kontaminaci a teplotě.
• ✓Cena: vyžádejte jednotkovou cenu těsnění a montážní práci odděleně od ceny ložiska.
• ✓Dostupnost: vyžádejte dodací lhůtu a minimální objednané množství pro konkrétní typ těsnění, nikoli pro ložiska obecně.
• ✓Shoda: vyžádejte jakoukoli certifikaci ISO 6194, DIN 3760, FDA nebo ATEX, o které se tvrdí, že těsnění má.

Co zdroje nezjišťují

• Žádná kvantifikovaná data o ochraně proti průniku (stupeň IP nebo test vyloučení částic/vody) pro žádný typ těsnění.
• Žádné hodnice třecího momentu (N·mm) ani ztrát výkonu (W), včetně rozjezdového momentu, pro žádný typ těsnění.
• Žádné specifické požadavky na drsnost povrchu hřídele (Ra), tvrdost nebo oběžník pro každý typ těsnění.
• Žádné jednotkové ceny těsnění, náklady práce při montáži ani data MTBF pro typy těsnění.
• Žádná dostupnost, dodací lhůty ani minimální objednací množství specifická pro typ těsnění.
• Žádná data o shodě s ISO 6194, DIN 3760, FDA ani ATEX pro žádný typ těsnění.
• Žádná data o těsněních V-kroužků vůbec — zdroje se jimi nezabývají, takže trojité srovnání není možné.
• Žádné specifické maximální limity otáček (DN nebo povrchová rychlost) pro labyrintová těsnění nebo V-kroužky.
• Žádná data o kompatibilitě maziv specifická pro materiály těsnění.