Egy öntödében egy szállítószalag meghajtás nyolc hónapig futott, mielőtt a csapágyak meghibásodtak. Az eredeti összeállításban gumi ajakos tömítéseket használtak, amelyek a tengelyhez nyomódtak. A csiszolópor bejutott az ajak alá, hornyot hordott a tengelybe, és végül beszennyezte a zsírt. A karbantartás során kétszer cserélték ki a csapágyakat, mielőtt érintésmentes labirintustömítésre váltottak volna. Az új tömítésen nem voltak dörzsölő részek, így nem koptatta a tengelyt, és a kanyargós út távol tartotta a por nagy részét. Ez a változás több mint három évre növelte a csapágy élettartamát.
Az érintésmentes labirintustömítések nem univerzális megoldások. Akkor működnek a legjobban, ha alacsony súrlódásra, nagy sebességre vagy hosszú élettartamra van szüksége piszkos, de viszonylag száraz környezetben. Ez a cikk elmagyarázza, hogyan működnek, milyen tervezési részletek számítanak, és hol illeszkednek a csapágyválasztáshoz.
Mit csinál egy érintés nélküli labirintus?
A labirintustömítés hosszú, tekercses rést hoz létre a forgó tengely és az állóház között. Egyetlen egyenes hézag helyett az ösvény egy sor hornyon és gerincen cikázik át. A szennyeződéseknek, mint a por, a szemcsék vagy a vízködnek ezen az úton kell haladniuk, hogy elérjék a csapágyat. Minden fordulat irányváltoztatásra kényszeríti a részecskéket, és sokan kiesnek vagy elveszítik lendületüket, mielőtt átjutnának.
Mivel nincs fizikai érintkezés a tömítés részei között, nincs csúszási súrlódás és kopás sem. Ez az alapvető előnye. Ez azt is jelenti, hogy a tömítés nem termel hőt, így nem korlátozza a tengely sebességét, ahogy az ajakos tömítés teszi. A kompromisszum az, hogy a labirintus nem teljesen szoros. Kis mennyiségű szivárgást tesz lehetővé, és nem képes visszatartani a nyomás alatt lévő folyadék vagy finom por áradatát. Tekintsd inkább erős elrettentőnek, semmint abszolút akadálynak.
Miért előnyös a csapágyak számára az érintésmentes labirintustömítés?
A csapágyak meghibásodásának két fő oka van: a kenés elvesztése és a szennyeződés. Az érintkező tömítések kiküszöbölik a szennyeződést, de növelik az ellenállást és a kopást. A labirintustömítések e szankciók nélkül kezelik a szennyeződést. A gyakorlatban ez azt jelenti:
- Alacsonyabb súrlódási nyomaték, ami csökkenti az energiaveszteséget és a hőtermelést.
- Magasabb megengedett sebesség, amelyet gyakran a csapágykosár vagy a kenés korlátoz, nem pedig a tömítés.
- Nincs megkeményedő, repedező vagy duzzadt elasztomer, így a tömítés széles hőmérsékleti tartományban működik.
- Nincs kopás, így a karbantartási intervallumok hosszabbak lehetnek.
Ezek az előnyök leginkább a nagy sebességű motorok, sebességváltók, szivattyúk és hengerek esetében számítanak, amelyek poros üzemekben működnek. Olyan alkalmazásokban is fontosak, ahol a tengely felülete nem edzhető, vagy ahol egy ajakos tömítés bevágná a tengelyt.
A teljesítményt meghatározó tervezési részletek
Az érintésmentes labirintus csak annyira jó, amennyire méretei. A radiális hézag a legkritikusabb. Túl szoros, és a forgórész hozzáérhet az állórészhez hőnövekedés vagy rezgés közben. Túl laza, és a tömítés elveszti hatékonyságát. Kis és közepes csapágyak esetén a 0,1 mm és 0,3 mm közötti sugárirányú hézag általános. A nagyobb csapágyak 0,3 mm-től 0,5 mm-ig terjedhetnek. Az axiális hézagnak lehetővé kell tennie a hőtágulást a rés bezárása nélkül.
A hornyok száma is számít. Egyetlen horony segít, de három-öt fokozat jellemző az igényes környezetekre. A több szakasz kanyargósabb utat jelent, de nagyobb tengelyirányú teret is igényel. A horony alakja lehet négyzet, háromszög vagy lekerekített. A négyzet alakú hornyok könnyebben megmunkálhatók és a legtöbb esetben jól működnek.
Az anyagválasztás a környezettől függ. Az alumínium könnyű és könnyen megmunkálható, de nedves vagy vegyi környezetben korrodálhat. A sárgaréz és a rozsdamentes acél jobban ellenáll a korróziónak. Egyes kialakítások polimer vagy PTFE betéteket használnak, hogy csökkentsék a tengely sérülésének esélyét, ha érintkezés történik.
1. táblázat: A forgó berendezések általános csapágytömítési módszereinek összehasonlítása. | Funkció | Érintkezés nélküli labirintus | Vegye fel a kapcsolatot az ajaktömítéssel | Metal Shield (ZZ) |
| Súrlódás | Nagyon alacsony | Közepestől magasig | Alacsony |
| Maximális sebesség | Nagyon magas | Az ajak sebessége korlátozza | Magas |
| Por kizárása | Száraz porhoz jó | Nagyon jó | Fair |
| Vízállóság | Szegénytől tisztességesig | Jó | Szegény |
| Kopás a tengelyen | Egyik sem | Horony hordható | Egyik sem |
| Tipikus költség | Magaser | Alacsony | Alacsony |
Hol illeszkednek az érintésmentes labirintustömítések, és hol nem
Használjon labirintust, ha a környezet poros, a sebesség nagy, és a folyadéknak való kitettség minimális, vagy elvezethető. Tipikus példák közé tartoznak az elektromos motorok, sebességváltók, szállítószalag-tárcsák, ventilátorok, fúvók és görgők az ipari automatizálásban. Jól működnek acélgyárakban és papíripari gépekben is, ahol a hő és a sebesség miatt az érintkező tömítések nem használhatók.
Kerülje el a labirintust, ha a csapágy víz alá kerül, nagynyomású vízzel lemosható, vagy nagyon alacsony sebességgel működik, ahol az érintkezőtömítés egyszerű és hatékony. Kerülje el azt is, ha a rendelkezésre álló hely túl kicsi a megfelelő számú hornyhoz. Ilyen esetekben az ajakos tömítés vagy a kombinált tömítés lehet a jobb választás.
Csapágyak kiválasztása labirintustömítéshez
Számos szabványos csapágy használható érintésmentes labirintussal, de a házat és a tengelyt erre kell tervezni. A mélyhornyú golyóscsapágyak gyakori választás, mivel kezelik a radiális és mérsékelt axiális terhelést, és labirintusházakhoz illeszkedő méretben kaphatók. Nagyobb axiális terhelések vagy kombinált terhelések esetén a kétsoros szögérintkező golyóscsapágyak szélesebb érintkezési szöget és jobb merevséget kínálnak. A lánctalpas görgők és a lineáris vezetőgörgők gyakran használnak labirintustömítéseket, mert piszkos, nagy sebességű lineáris mozgási rendszerekben futnak.
Mélyhornyú golyóscsapágyak labirintus tömítésekhez Fedezze fel ezt a csapágykategóriát, amikor szabványos csapágyakat választ az érintésmentes labirintustömítésekhez, a 42-es és 43-as sorozatú opciókkal radiális és mérsékelt axiális terhelésekhez. Termék megtekintése → A csapágy megadásakor döntse el, hogy a labirintus a csapágyba vagy a házba kerül-e integrálva. Az integrált tömítések helyet takarítanak meg, de helyettesítik a csapágyat. A háztömítések külön szervizelhetők, és gazdaságosabbak lehetnek nagyméretű berendezések esetén. Mindkét esetben a csapágyfuratnak és a külső átmérő tűrésének meg kell egyeznie a tömítéstartóval. A 0,05 mm-nél nagyobb kifutás egyenetlen hézagot okozhat, és csökkenti a tömítés élettartamát.
32, 33 sorozatú kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyak Ez a 32/33-as sorozat nagy sugárirányú és axiális terheléseket támogat nagy merevséggel, illeszkedik a szerszámgépek orsóihoz, autóipari alkatrészekhez és precíziós műszerekhez. Termék megtekintése → A lánctalpas görgők és a lineáris mozgás esetén a tömítés kialakítása gyakran tartalmaz egy fémlabirintust, amely megvédi a gördülő elemeket a forgácsoktól és a portól. Ezeket a hengereket szerszámgépekben, automatizált tárolórendszerekben és csomagolósorokban használják. Az érintésmentes labirintus segít fenntartani a sima mozgást az ajaktömítés súrlódása nélkül.
LFR Gothic Arch Groove pályagörgők Ezek az LFR lánctalpas görgők gótikus ívhornyot használnak a feszültségeloszlatáshoz, a stabil, nagy sebességű vagy nagy terhelésű futáshoz, valamint az automatizálási rendszerekben a sima lineáris mozgáshoz. Termék megtekintése → Ha alkalmazásspecifikus útmutatásra van szüksége, tekintse meg a következő cikket a megfelelő görgős csapágy kiválasztása részletesebben lefedi a terhelést, a sebességet és a tömítési kompromisszumokat.
Telepítési és karbantartási gyakorlatok
Még egy jól megtervezett labirintus is meghibásodhat, ha rosszul van felszerelve. Kövesse az alábbi lépéseket:
- Összeszerelés előtt tisztítsa meg a tengelyt, a házat és a tömítés alkatrészeit. Egyetlen homokszem is nyitva tudja tartani a tömítést.
- Ellenőrizze a radiális és axiális hézagokat hézagmérővel vagy mérőórával. Jegyezze fel az értékeket későbbi hivatkozás céljából.
- Vigyen fel egy könnyű filmréteget kompatibilis zsírral a labirintus barázdáira, hogy elősegítse a por felfogását a működés első óráiban.
- Győződjön meg arról, hogy a leeresztő nyílások nyitva vannak, és lefelé néznek. A beszorult folyadék eláraszthatja a tömítést.
- Az első 100 óra után ellenőrizze a tömítést, hogy nincs-e rajta kopás vagy dörzsölés. Szükség esetén állítsa be az igazítást.
A szokásos karbantartás során ne permetezzen nagynyomású vizet közvetlenül a labirintusba. Használjon puha kefét vagy alacsony nyomású levegőt a por eltávolításához. Ha a tömítés be van építve a csapágyba, cserélje ki a csapágyat, ha a tömítés sérült.
Gyakori hibák, amelyeket el kell kerülni
- A beállítás túl szoros a tömítés javításához. Ez dörzsölődést, meleget és idő előtti meghibásodást okoz.
- A termikus növekedés figyelmen kívül hagyása. Az üzemi hőmérsékleten 0,2 mm-t növő tengely bezárhatja a hideg hézagot.
- Labirintus használata elárasztott alkalmazásban. Szivárogni fog.
- Zsírfajták keverése. Egyes zsírok leválasztják és olajjal vagy sűrítőanyaggal blokkolják a labirintusút.
- A lefolyót elfelejtve. Vízelvezetés nélkül a víz és az olaj kitöltheti a hornyokat, és szennyeződéseket szállíthat befelé.
Ezen problémák mindegyike könnyen megelőzhető egy egyszerű tervezési áttekintéssel és néhány méréssel az összeszerelés során.
Az érintésmentes labirintustömítés praktikus módja a csapágyak védelmének nagy sebességű, poros vagy magas hőmérsékletű alkalmazásoknál. Nem helyettesíti az érintkezőtömítést nedves vagy víz alatti körülmények között, de ahol illeszkedik, csökkenti a súrlódást, elkerüli a tengelykopást és meghosszabbítja a csapágy élettartamát. A kulcs az, hogy a hézagot, a hornyok számát, az anyagot és a vízelvezetést rendszerként kezeljük, nem pedig elszigetelt részleteket. Ha ezek az elemek megfelelnek az alkalmazásnak, a tömítés csendesen és hosszú ideig végzi a dolgát.
