En 15 kW motor som går med 6000 rpm bør ikke ødelegge leppetetninger hver åttende måned. Når den gjør det, gjør tetningen akkurat det den er designet for å gjøre, og presser en gummileppe mot en roterende overflate, og varmen fra den friksjonen er det som gjør den ferdig. Å erstatte den leppetetningen med en berøringsfri tetning løser ofte problemet i ett enkelt trinn, fordi tetningen ikke lenger berører noe. Berøringsfrie tetninger gir opp litt forurensningsbeskyttelse i bytte mot lavere friksjon, lavere driftstemperatur, høyere hastighet i taket og lengre levetid for fett. For rent, raskt eller varmt utstyr er den utvekslingen vanligvis den rette.
Hva teller som et ikke-kontakt segl
En berøringsfri tetning holder smøremiddel inne og forurensning ute uten gnidning mellom de roterende og stasjonære delene under normal drift. I lagerarbeid vil du møte fire vanlige versjoner:
- Presset stålskjold, vist som ZZ-suffikset på et lagerdelenummer
- Labyrintforsegling, maskinert som en svingbane i en ring eller hus
- V-tetning eller gap-tetning, sitter nær en skulder uten å trykke på den
- Hybriddesign som kombinerer en labyrintbane med en lysdeflektor eller et filtelement
Det pressede stålskjoldet er det enkleste og billigste i gruppen, og det takler grovt støv, fettretensjon og høy hastighet godt. En labyrint er det sterkeste alternativet i gruppen når den har nok interne svinger og en dreneringsbane, men den krever også det mest nøye designarbeidet og den mest nøyaktige maskineringen.
Det du vinner er målbart. Friksjonsmomentet forblir lavt og forblir stabilt over lagerets levetid, varmeutviklingen synker, den begrensende hastigheten øker og fettets levetid forbedres fordi grunnoljen ikke kokes av tetningsfriksjon. Det er heller ingen slitespor skåret inn i akselen eller hylsen, noe som betyr noe når akselen er dyr eller vanskelig å erstatte.
Det du gir opp er like klart. Gapet som fjerner friksjon er også en vei. Fint støv, kjølevæsketåke, utvaskingsvann og nedsenking vil finne veien gjennom en vanlig, ikke-kontaktforsegling, så kraftig forurensning, rengjøringssykluser for næringsmiddelanlegg og nedsenket bruk trenger normalt en kontaktforsegling, en sekundær barriere eller en rensing.
Sammenligning av tetningstyper på samme lager
Tabellen nedenfor plasserer de vanlige alternativene på de samme kriteriene, slik at handelen mellom friksjon og beskyttelse er synlig i stedet for antatt.
Forseglingsvalg er alltid en handel mellom friksjon og forurensningsbeskyttelse, og ingen enkelt alternativ vinner på begge sider. | Forseglingstype | Kontakt med parrende overflate | Friksjon og varme | Forurensningsbeskyttelse | Typisk plikt |
| Presset stålskjold, ZZ | Ingen | Veldig lavt og stabilt | Moderat, grov oppbevaring av støv og fett | Ren, høy hastighet, bredt temperaturområde |
| Labyrintsel | Ingen | Veldig lavt | Moderat til høy når avløpsspor brukes | Girkasser, store maskiner, sprut og tåke |
| V-tetning, gap eller lett kontakt | Lite eller ingen | Lavt | God mot lett støv og sprut | Elektriske motorer, vifter, høyere hastighet |
| Nitril leppetetning, 2RS | Kontinuerlig | Høyt og stigende med fart | Høy, motstår vann og fint støv | Lavt speed, wet or dirty duty |
| PTFE leppetetning | Kontinuerlig | Moderat til høy | Høy, pluss kjemisk motstand | Kjemikalie- og matutstyr, varm plikt |
Hvordan en berøringsfri forsegling faktisk holder skitt ute
Beskyttelse i en berøringsfri tetning kommer fra banen i stedet for fra en barriere. Å forstå tre faktorer forklarer de fleste resultater i den virkelige verden.
Labyrintgeometri og partikkelmomentum
En labyrint tvinger luft og partikler til å endre retning flere ganger. Hver sving reduserer trykket og fanger partikler i et spor, slik at forurensningen må reise lenger og med mindre energi for å nå lageret. På en roterende ring kaster sentrifugalkraften partikler utover før de når det innerste gapet. Et enkelt rett gap yter langt dårligere enn en bane med tre eller fire retningsendringer, og det er grunnen til at to tetninger av samme nominelle størrelse kan oppføre seg helt forskjellig under bruk.
Klarering og termisk vekst
Klarering avgjør om en berøringsfri forsegling fungerer eller svikter. Radielle åpninger i området 0,1 til 0,3 mm per side er typiske på små og mellomstore lagre, og de må beregnes på nytt når huset er aluminium og akselen er av stål, når driftstemperaturen avviker fra monteringstemperaturen med mer enn ca. 60 grader Celsius, eller når akselen viser merkbart utløp. En spalte som lukkes ved løpende temperatur blir en gnitetning uten noen av fordelene og all slitasje.
Orientering, avløp og fettspyling
De fleste berøringsfrie design er retningsbestemte. Den roterende deflektoren skal vende mot forurensningskilden slik at partikler kastes bort fra lageret, og det stasjonære sporet skal sitte på den rene siden. Et dreneringshull på det laveste punktet av huset lar vann og kondensat forlate i stedet for å samle seg mot spalten. En liten fettspyling hjelper også, siden en liten mengde fett som trer ut gjennom gapet bærer partikler med seg og forsegler banen fra innsiden.
Der berøringsfrie tetninger passer best
Disse applikasjonene skuffer sjelden:
- Elektriske motorer og vifter, hvor hastigheten er konstant og miljøet er rent eller lett støvete
- Høyhastighetsspindler og verktøymaskiner, hvor friksjonsvarme begrenser nøyaktigheten
- Girkasser og pumpehus med oljesprut, hvor en dreneringsbane kan bearbeides
- Robotskjøter og lineære styresystemer, der lang fettlevetid betyr mer enn en tett barriere
- Industriell automasjon kjører på filtrert luft i et kontrollert verksted
Disse applikasjonene trenger vanligvis noe mer:
- Støperi, gruvedrift og tilslagshåndtering, der slipestøv er tilstede i store mengder
- Matlinjer med daglig nedvasking og etsende rengjøringsmidler
- Nedsenkede pumper og kontinuerlig våt maskineri
- Meget fint ledende støv, som grafitt eller metallpulver, som kan bygge bro over et smalt gap
Små og mellomstore dype sporkulelagre er arbeidshesten i de fleste av de rene applikasjonene ovenfor, fra viftemotorer til pumpedrev, og tetningssuffikset er det som bestemmer hvordan de oppfører seg i hver enkelt.
Små og mellomstore dype sporkulelager Gjennomgå dype sporkulelagre for viftemotorer, pumpedrev og lignende rent utstyr der tetningssuffikset former ytelsen. Se produkt → Utvalgskriterier som bestemmer resultatet
Arbeid gjennom disse punktene i rekkefølge, fordi hver enkelt begrenser alternativene for de neste:
- Hastighet. Sammenlign den nødvendige hastigheten med den begrensende hastigheten for den valgte tetningsmetoden, ikke bare for lageret
- Temperaturområde og temperaturforskjell, inkludert forskjellen mellom monterings- og driftsforhold
- Forurensningstype og partikkelstørrelse, siden fint pulver oppfører seg veldig annerledes enn grovt grus eller væskesprut
- Smøremetode, fordi smøreoppførsel avhenger av påfyllingsmengde og basisoljeviskositet
- Tilgjengelig aksial og radiell plass for en labyrint med nok svinger
- Vedlikeholdstilgang, fordi en tetning som ikke kan inspiseres vil bli erstattet som en hel enhet
Når hastighet og kombinerte radielle og aksiale belastninger vises sammen, er dobbeltrads vinkelkontaktkulelager i 52- og 53-seriene ofte spesifisert med berøringsfrie skjold, siden friksjonsvarme ved hastighet koster mer enn den ekstra tettetheten kjøper.
52 og 53-serien dobbeltrads vinkelkontaktlager Vurder 52- og 53-seriene dobbeltrads vinkelkontaktlager for kombinerte radielle og aksiale belastninger ved hastighet, der berøringsfrie skjold reduserer friksjonsvarme. Se produkt → Installasjon og håndtering som beskytter gapet
Avstanden er liten av design, så monteringspleie betyr mer enn det gjør med en leppetetning:
- Mål det faktiske gapet etter montering, ikke bare på tegningen, og kontroller det igjen på en varm enhet etter første kjøring
- Hold tetningssporet fri for overflødig fett før du lukker huset, siden en blokkert bane blir til en gnidning
- Trykk på ringen som monteres og aldri gjennom skjoldet eller labyrintringen
- Sjekk konsentrisitet og akselutløp, fordi et gap som er ujevnt rundt omkretsen vil lukke seg på den ene siden først
- Bekreft drenerings- og deflektororienteringen før huset boltes fast
- Inspiser for gnidemerker etter de første timene med løping, mens korrigering fortsatt er billig
Feilmoduser og hva de forteller deg
De fleste berøringsfrie tetningsproblemer viser seg på et lite antall gjenkjennelige måter.
Diagnostisering av en berøringsfri forsegling er vanligvis et spørsmål om å matche symptomet til et problem med klaring, orientering eller smøring. | Symptom | Sannsynlig årsak | Hva du bør sjekke først |
| Fett gråt fra gapet | Oversmøring eller et gap som er for åpent | Fyllmengde og målt klaring |
| Mørke striper nær gapet | Fint støv passerer labyrinten | Antall omdreininger og eventuelt sekundært skjold |
| Temperaturøkning etter noen timer | Gni på gapet forårsaket av termisk vekst | Klaring ved driftstemperatur |
| Rust på ytre ring eller boring | Vanninntrengning eller kondens | Avløpsposisjon og sprutbeskyttelse |
| Støy uten synlige skader | Feil orientering eller tørr bane | Deflektorretning og smøring |
Matcher en tetning til lagerserien
Suffikset på et delenummer er en rask guide til forseglingsprinsippet. ZZ betyr et presset stålskjold uten kontakt, og 2RS betyr en kontakt gummileppetetning. Dobbeltrads vinkelkontaktkulelager i 30- og 38-seriene leveres i begge varianter, slik at samme lager kan fungere som en ren høyhastighetsenhet eller en skitnere lavhastighets avhengig av suffikset som velges ved ordreinntasting. Dype sporkulelagre følger samme logikk, med skjold for motorer og vifter og leppetetninger for våt eller støvete bruk.
30 og 38-serien dobbeltrads vinkelkontaktlager Sammenlign ZZ berøringsfrie skjold og 2RS-kontakttetninger for å balansere hastighetsgrenser mot støv- og fuktbeskyttelse i disse 30- og 38-seriene lagrene. Se produkt → Når valget mellom høyere fartsgrense og tettere forsegling fortsatt er uklart, fortsetter dette notatet tetningstype og hastighetsvalg for 3802-lagre går gjennom den samme avgjørelsen med et utført eksempel.
En kort sjekkliste før du spesifiserer
- Bekreft forurensning og avgjør om et gap i det hele tatt er akseptabelt
- Beregn klaring ved driftstemperatur, ikke ved romtemperatur
- Sjekk den begrensende hastigheten for forseglingsmetoden du har tenkt å bruke
- Design avløpet og deflektorens orientering inn i huset fra starten
- Planlegg en smørebane for fett og et realistisk ettersmøringsintervall
- Inspiser den første enheten etter en kort kjøring og noter det målte gapet
Ikke-kontaktpakninger er ikke et universelt svar, men de er det bedre svaret langt oftere enn de brukes. Få riktig klaring, hold banen ren og orienter deflektoren mot skitten, og en skjermet eller labyrintdesign vil vare ut flere sett med kontaktpakninger i samme posisjon. Hvis du jobber med et spesifikt hus eller lastehus, kan du se hele spekteret fra en lagerprodusent i Cixi, Ningbo som bygger både forseglede og skjermede versjoner av samme serie.
