Kontaktné tesnenie s peru vs labyrintové tesnenie pre ložiská: výber podľa znečistenia, otáčok, teploty a trenia

Najprv rozhodnite, čo dominuje: prienik znečistenia alebo otáčky a trenie

Dve rodiny tesnení vymieňajú jednu vlastnosť za druhú a práve tento kompromis určuje, ktorá rodina je vôbec v hre. Kontaktné tesnenie s peru pritláča pružné pero k vnútornému krúžku a vytvára tesnú fyzickú bariéru, ktorá poskytuje najvyššiu ochranu proti jemnému prachu a vlhkosti⁹.

Ten istý kontakt vytvára trenie a teplo, čo ukladá maximálne obmedzenie otáčok a pri vyšších otáčkach vyžaduje kalený a brúsený hriadeľ^4,9. Nekontaktné labyrintové tesnenie sa namiesto kontaktu spolieha na úzku, členitú cestu a odstrednú silu, takže trenie je prakticky vylúčené, hodí sa pre veľmi vysoké rotačné rýchlosti a samotné tesnenie sa neopotrebuje¹⁴.

Cena za to je tesniaca účinnosť: labyrint nemôže poskytnúť rovnakú absolventnú bariéru proti veľmi jemným časticiam ani kvapalinám a je nevhodný pre silné znečistenie alebo priamy vodný postrek¹⁴. Pre vašu aplikáciu si položte otázku, proti ktorému režimu poruchy v skutočnosti kupujete ochranu.

Ak k ložisku môže dôjsť jemný prach, vlhkosť alebo umývacia voda, kandidátom je kontaktné tesnenie a otáčky sa stávajú dôkazným bremenom. Ak je viažucim obmedzením prevádzková rýchlosť alebo energetický rozpočet, kandidátom je labyrint a znečistenie musí riešiť skriňa.

Vylúčte akékoľvek tesnenie, ktorého teplotný strop vaša aplikácia prekračuje

Teplota je tvrdá brána, pretože ju určuje materiál tesnenia, nie jeho geometria. Pre gumové kontaktné tesnenia sa odporúča zostať na približne 100°C alebo pod ňou; nad tým môže guma degradovať alebo zmäknúť a tesniaca účinnosť klesá^11,15.

Labyrintové tesnenia pokrývajú širšie pásmo a materiál, ktorý si zvolíte v rámci tejto rodiny, určuje strop: plast pracuje od -40°C do 140°C, zatiaľ čo oceľ alebo hliník od -40°C do 171°C⁴.

Ak vaša prevádzková teplota leží nad gumovým limitom, kontaktné tesnenie vypadá ešte pred akýmkoľvek porovnávaním a rozhodnutie sa presúva na to, ktorý labyrintový materiál vyhovuje prostrediu. Kontrolujte teplotu na mieste tesnenia, nie nominálny rating stroja, pretože tesnené ložisko kvôli vlastnému treniu beží horúcejšie ako otvorené^13,15.

Zdroje nepublikujú teplotné rozpätie pre V-krúžkové tesnenia, takže túto variant nemožno podľa tejto premennej vôbec odfiltrovať.

Skontrolujte, či hriadeľ a skriňa dokážu tesnenie fyzicky prijať

Tesnenie zvolené podľa znečistenia a teploty sa stále musí zmestiť do existujúceho hardvéru. Tieto kontroly rozhodujú, či voľba prežije stretnutie s výkresom.

• ✓Potvrďte, že hriadeľ možno kaliť a brúsiť, ak peruové tesnenie beží pri vyšších otáčkach — labyrintové nepotrebuje ani jedno, ani druhé [S4].
• ✓Skontrolujte, či skriňa má miesto pre prídavnú axiálnu šírku, ktorú tesnenie pridáva oproti krytke [S13].
• ✓Zvisujte prevádzkové otáčky s limitom tesnenia; kontaktné tesnenie znižuje strop otáčok výrazne pod nekontaktné riešenie [S20].
• ✓Potvrďte očakávanú decentráciu, pretože kontaktné tesnenie obmedzuje vnútorné naklonenie viac ako nekontaktné riešenie [S5,S20].
• ✓Potvrďte, že materiál tesnenia je kompatibilný s mazivom a prostredím na mieste tesnenia [S4].

Pomenujte znečisťujúce prostredie predtým, než sa rozhodnete

Všeobecná nálepka „znečistené“ skrýva rozhodnutie, pretože dve rodiny zlyhávajú proti rôznym prostrediam odlišne. Peruové tesnenie vôbec nedokáže zvládnuť jemné a hrubé granulárne znečistenie, pretože častice spôsobujú rýchle opotrebovanie pera⁴.

Labyrintové tesnenie dokáže to isté granulárne znečistenie spoľahlivo uzavrieť, ale len keď je namontované na vodorovnom hriadeli⁴.

S vodou je to podobne podmienené: labyrint zvládne pôsobenie vody, keď sa použijú korózii odolné materiály a hladina oleja leží pod tesniacim priemerom, zatiaľ čo schopnosť peruového tesnenia s vodou je obmedzená, pretože voda zvyšuje trenie na mieste tesnenia⁴. Proti jemnému prachu a vlhkosti všeobecne dáva kontaktné tesnenie stále vyššiu úroveň ochrany⁹.

Otázka pre váš stroj teda nie je „ako je zašpinený“, ale „čo je kontaminantom, v akej orientácii a či je prítomná kvapalina“. Ak je odpoveď jemný prach alebo postrek, kontaktné tesnenie si drží svoje miesto.

Ak ide o granulárny materiál na vodorovnom hriadeli, labyrint ho môže uzavrieť lepšie než pero, ktoré by sa opotrebovalo.

Rozhodnite, či rozpočet trenia a výkonu vylučuje kontaktné tesnenie

Kontaktné tesnenie sa zhoršuje trením a stráca výkon, zatiaľ čo labyrintové tesnenie nemá ani trenie, ani stratu výkonu, čo môže umožniť menší hnací agregát⁴. Ak má váš stroj tesný energetický rozpočet alebo tesnenie stojí na mieste, kde odpor vystupuje ako teplo, samotný tento rozdiel môže rozhodnúť voľbu v prospech labyrintu^4,9,14.

Ťažkosť je v tom, že zdroje dávajú smer kompromisu, ale nie veľkosť: pre žiaden typ tesnenia nie je publikovaný moment trenia v N·mm ani strata výkonu vo wattoch^4,9,14. Z tohto článku nemôžete dimenzovať motor ani tepelnú rezervu.

Vyžiadajte si od dodávateľa moment trenia a stratu výkonu pri vašich prevádzkových otáčkach a teplote a prijímajte každú uvedenú hodnotu ako ich vlastné meranie, kým ju nemôžete overiť.

Vyžiadajte si od dodávateľa hodnoty, ktoré zdroje nenesú

Cena, životnosť a zhoda nie sú v dôkazoch, takže ich treba pred angažovaním vyzdvihnúť od dodávateľa. Vyžiadajte si každú položku písomne voči vašim prevádzkovým podmienkam.

• ✓Ochrana proti prieniku: vyžiadajte stupeň IP alebo výsledok testu vylúčenia častíc a vody pre ponúkané tesnenie.
• ✓Trenie: vyžiadajte moment trenia a stratu výkonu pri vašich prevádzkových otáčkach a teplote.
• ✓Rozhranie s hriadeľom: vyžiadajte požadovanú úpravu povrchu, tvrdosť a obehovú odchýlku pre tento typ tesnenia.
• ✓Životnosť: vyžiadajte MTBF alebo očakávanú životnosť tesnenia pri vašom znečistení a teplote.
• ✓Náklady: vyžiadajte jednotkovú cenu tesnenia a montážne práce oddelene od ceny ložiska.
• ✓Dostupnosť: vyžiadajte dodaciu lehotu a minimálne objednané množstvo pre konkrétny typ tesnenia, nie pre ložiská všeobecne.
• ✓Zhoda: vyžiadajte akýkoľvek certifikát ISO 6194, DIN 3760, FDA alebo ATEX, ktorý má mať tesnenie.

Čo zdroje neoverujú

• Žiadne kvantifikované údaje o ochrane proti prieniku (stupeň IP alebo skúška vylúčenia častíc/vody) pre žiadny typ tesnenia.
• Žiadne hodnoty trenieho momentu (N·mm) ani strát výkonu (W), vrátane rozbehového momentu, pre žiadny typ tesnenia.
• Žiadne špecifické požiadavky na drsnosť povrchu hriadeľa (Ra), tvrdosť alebo obiehanie pre každý typ tesnenia.
• Žiadne jednotkové ceny tesnení, náklady práce pri montáži ani údaje MTBF pre typy tesnení.
• Žiadna dostupnosť, dodacie lehoty ani minimálne objednávacie množstvá špecifické pre typ tesnenia.
• Žiadne údaje o zhode s ISO 6194, DIN 3760, FDA ani ATEX pre žiadny typ tesnenia.
• Žiadne údaje o tesneniach V-krúžkov vôbec — zdroje sa nimi nezaoberajú, takže trojstranné porovnanie nie je možné.
• Žiadne špecifické maximálne limity otáčok (DN alebo povrchová rýchlosť) pre labyrintové tesnenia alebo V-krúžky.
• Žiadne údaje o kompatibilite mazív špecifické pre materiály tesnení.