Opis wyrobów - simmeringi

Komentarze

Transkrypt

Opis wyrobów - simmeringi
OPIS WYROBU
N A Z WA
NR STRONY
ZASADA DZIAŁANIA
1
BUDOWA
2
ODMIANY KONSTRUKCYJNE WARGI USZCZELNIAJĄCEJ
3
ODMIANY KORPUSÓW
4
MATERIAŁY
5
OZNACZANIE
6
PRĘDKOŚĆ WAŁKA
7
TEMPERATURA
8
TARCIE
9
STRATY MOCY
10
CIŚNIENIE
11
WŁASNOŚCI EKSPLOATACYJNE MATERIAŁÓW ORAZ USZCZELNIEŃ
12
TOLERANCJE WYMIARÓW
13
WARUNKI ZABUDOWY
14
WAŁKI OBROTOWE - WYMAGANIA TECHNICZNE
15
SPOSOBY OSADZANIA USZCZELNIEŃ W GNIEŹDZIE
16
USZCZELNIENIA SPECJALNE TYPU KASETA
17
USZCZELNIENIA SPECJALNE TYPU COMBI
18
USZCZELNIENIA NISKOTARCIOWE
19
GEOMETRYCZNE WARUNKI PRACY
20
SERWIS I MONTAŻ
21
SMAROWANIE
22
USZKODZENIA USZCZELNIEŃ - DIAGNOSTYKA
23
WYTYCZNE DO PROJEKTOWANIA WĘZŁÓW USZCZELNIAJĄCYCH
24
PRZYKŁADY ZASTOSOWAŃ
25
PROCES PRODUKCJI SIMMERINGÓW
26
BADANIE SIMMERINGÓW
27
WYKAZ ZBLIŻONYCH USZCZELNIEŃ WYBRANYCH FIRM
28
Kontakt: Wojciech Wróblewski
tel.: +48 667 060 212
e-mail: [email protected]
http://wwprojekt.pl/
UWAGA: Zabrania się kopiowania stron bez zgody autora!
Aktualizacja: 24-05-2012
1
ZASADA DZIAŁANIA
Mechanizm uszczelniania w ruchu obrotowym
Ppr = Pspr + Pgum
Pspr = (0,5 do 0,75) x Ppr
Rozkład nacisków stykowych pod krawędzią
uszczelniającą
Pierścienie uszczelniające wałki obrotowe (PUWO) lub simmeringi są najbardziej rozpowszechnioną konstrukcją wśród
uszczelnień ruchu obrotowego. Składają się z części dynamicznej w kształcie wargi uszczelniającej wykonanej z elastomeru i
dociskanej promieniowo do powierzchni wałka za pomocą sprężyny naciągowej. Uszczelnienie pracuje na warstwie smarnej,
której wymagana grubość zapewniona jest dzięki równowadze
sił promieniowych pochodzących od sprężyny Pspr oraz elastomeru Pgum i siły hydrodynamicznej Ph powstającej w wyniku
względnego ruchu obrotowego wałka, a krawędzią uszczelniającą. Pgum czyli zacisk obwodowy od gumy w trakcie eksploatacji
znacznie spada w wyniku relaksacji naprężeń spowodowanej
głównie temperaturą jak i też działaniem medium uszczelnianego. Pspr czyli zacisk obwodowy od sprężyny w tym czasie
zwiększa swój udział. Sprężyna naciągowa jest „ciasno” zwinięta w związku z czym jest wstępnie naprężona. Siła wywierana przez sprężynę Pspr pochodzi od jej napięcia związanego
z rozciągnięciem wargi uszczelniającej na wałku (wykres poniżej). Bardzo istotnym jest założenie optymalnej siły promieniowej, ponieważ zbyt wysoka jej wartość obniża żywotność
uszczelnienia, natomiast zbyt niska prowadzi do utraty szczelności (wykres poniżej obok). Wartość nacisków promieniowych
na krawędzi uszczelniającej maleje ze wzrostem średnicy wałka
(wykres obok).
Siła napięcia sprężyny w funkcji jej wydłużenia
Ppr = Ph
Pspr - naciski pochodzące od sprężyny
Pgum - naciski pochodzące od gumy
Ppr - naciski promieniowe od wargi uszczelniającej
Ph - siła hydrodynamiczna powstająca w warstwie smarnej
Przykładowa zależność nacisków promieniowych
od średnicy wałka
Przykładowy wpływ nacisków promieniowych na
żywotność wargi
2
BUDOWA
Pierścień uszczelniający z wargą pyłochronną
Pierścienie uszczelniające typu simmering z wargą pyłochronną należą do uszczelnień standardowych. Składają się
z wkładu metalowego usztywniającego, do którego zwulkanizowany jest na stałe korpus gumowy. Korpus gumowy składa
się z części statycznej zapewniającej prawidłowe osadzenie w
gnieździe komory uszczelnianej oraz z części dynamicznej wargi uszczelniającej współpracującej z wałkiem. Dodatkowo
na wardze uszczelniającej osadzona jest sprężyna naciągowa zapewniająca wymagany docisk krawędzi uszczelniającej
do powierzchni wałka. Wkład metalowy zapewnia utrzymanie
właściwego zacisku gumy znajdującej się pomiędzy jego powierzchnią zewnętrzną a gniazdem osadczym znajdującego
się w korpusie węzła uszczelniającego.
Pierścień uszczelniający kasetowy
Pierścienie uszczelniające kasetowe należą do uszczelnień specjalnych.
Cechą charakterystyczną tych uszczelnień jest to, że stanowią one zamknięty zespół konstrukcyjny wewnątrz którego występują wargi zaporowe i pyłochronne oraz uszczelniające. Pierścień jest nierozbieralny, a przestrzenie (komory smarne) fabrycznie wypełnione są smarem zaporowym
chroniącym przed przedostawaniem się zanieczyszczeń pod krawędź
uszczelniającą. Warga uszczelniająca współpracuje bezpośrednio z tuleją ślizgową będącą integralną częścią uszczelnienia kasetowego. Tuleja
ślizgowa jest osadzona na wałku za pośrednictwem przywulkanizowanego do niej odpowiednio ukształtowanego elementu gumowego będącego
jednocześnie uszczelnieniem statycznym. Uszczelnienia te stosuje się w
warunkach bardzo dużego zanieczyszczenia zewnętrznego i w zależności
od potrzeb występują różne ich konstrukcje.
3
ODMIANY KONSTRUKCYJNE WARGI USZCZELNIAJĄCEJ
LEGENDA
S - grubość przegubu wargi
h - długość ramienia wargi
l - względne położenie sprężyny
c - wysokość wargi pod sprężyną
Rodzaj
Przykładowe zaciski obwodowe
wargi uszczelniającej na wałku*
Średnica wałka
[mm]
Zacisk obwodowy C [mm]
Warga
standardowa
Warga
specjalna
5 ÷ 10
0,8±0,2
1,15±0,35
10 ÷ 18
0,95±0,25
1,35±0,35
18 ÷ 30
1,1±0,3
1,55±0,35
30 ÷ 45
1,3±0,3
1,85±0,35
45 ÷ 70
1,55±0,35
2,25±0,45
70 ÷ 100
1,75±0,35
2,6±0,5
100 ÷ 150
2,0±0,4
2,95±0,55
150 ÷ 200
2,3±0,4
3,4±0,6
200 ÷ 300
3,15±0,65
3,4±0,6
*Uwaga: producenci uszczelnień stosują zaciski obwodowe
wargi na wałku według własnych założeń konstrukcyjnych,
a wyżej wymienione wartości należy traktować jako orientacyjne.
Warga „na gotowo”
Warga „cięta”
Odmiany konstrukcyjne wargi uszczelniającej ze
względu na sposób jej wykonania
Konstrukcja wargi uszczelniającej ma wpływ na parametry techniczne uszczelnienia.
Wzajemne relacje wymiarów: s, h, l, c mają wpływ na wytrzymałość wargi na ciśnienie
czynnika uszczelnianego, dynamikę uszczelnienia oraz jego stabilność pracy. Poniżej przedstawione są przykładowe konstrukcje wargi uszczelniającej oraz podany jest
wpływ ich na parametry pracy oraz zastosowanie uszczelnień.
Rysunek
Opis
Standardowa
Wargi standardowe w wykonaniu ze zwiększonym kątem od strony powietrznej i i mniejszym. Mogą również być wykonane w wersji ciętej i na gotowo w
zależności od zastosowanego systemu formującego podczas wulkanizacji.
Z dodatkową wargą
pyłochronną
Warga standardowa z dodatkową wargą pyłochronną zabezpieczającą wargę
uszczelniającą przed przedostawaniem się do niej różnego rodzaju brudu z
zewnętrznego obszaru węzła uszczelniającego.
Wzmocniona
Wargi wzmocnione poprzez: zwiększony przekrój lub podparciem odpowiednio ukształtowanym wkładem metalowym lub dodatkowym pierścieniem
tworzywowym. Przeznaczone do pracy pod wysokim ciśnieniem medium
uszczelnianego ze znacznym ograniczeniem prędkości wałka.
Bez sprężyny
Warga beż sprężyny dociskowej - przeznaczona do pracy w mało odpowiedzialnych węzłach uszczelniających oraz w ograniczonych warunkach smarowania. Zastosowanie między innymi do silników elektrycznych powszechnego użytku.
Teflonowa
Warga jest wykonana w wersji gumowej pokrytą warstwą PTFE ze sprężyną
lub bez sprężyny z odpowiednio ukształtowaną wargą z PTFE. Rozwiązanie to gwarantuje niższe opory ruchu niż standardowe. Przeznaczone są do
uszczelnień o ograniczonych warunkach smarowania np pomp próżniowych
lub sprężarek lub do mediów aktywnych chemicznie i produkcji spożywczej.
Podwójna - duo
Warga podwójna działająca w systemie odwróconym zapewnia oddzielenie
dwóch różnych mediów za pomocą uszczelnienia osadzonego w jednym korpusie.
Z kompensacją
Warga z kompensacją ma zastosowanie w węzłach uszczelniających o dużej mimośrodowości wałka lub wysokim jego biciu dynamicznym. Ma niską możliwość
obciążenia ciśnieniem medium uszczelnianego.
Hydrodynamiczna
Warga hydrodynamiczna posiada pochylone rowki na powierzchni po stronie
powietrznej umożliwiające tworzenie się warstwy hydrodynamicznej cieczy
uszczelnianej, a w konsekwencji większej trwałości krawędzi uszczelniającej
przy wyższych parametrach eksploatacyjnych gównie prędkości wałka.
Grzebieniowa
Warga bez sprężyny stosowana w warunkach bardzo wysokiego zanieczyszczenia np.: grys, błoto, piasek. Stosowana jest do prędkości obwodowych
wałka współpracującego 2,5 m/s max. Przestrzenie międzywargowe winny
być wypełnione smarem stałym zapewniającym smarowanie uszczelnienia.
Uszczelniająco
zgarniająca
Warga przeznaczona do uszczelnień pracujących w ruchu postępowo zwrotnym np. w wszelkiego rodzaju amortyzatorach lub sprężynach gazowych.
Wymagana bardzo wysoka szczelność statyczna i dynamiczna.
4
ODMIANY KORPUSÓW
Zadania korpusu:
• Zapobieganie przeciekaniu na średnicy zewnętrznej uszczelnienia,
• Nie dopuszczenie do obracania się uszczelnienia wraz wałkiem,
• Zachowanie odporności chemicznej na medium uszczelniane,
• Ułatwienie montażu uszczelnienia,
• Kompensowanie niedokładności wykonania gniazda,
• Umożliwienie automatycznego montażu uszczelnienia,
• Umożliwienie odprowadzenia ciepła do korpusu (obudowy).
Konstrukcja korpusu
Gumowy
Z uszczelką na krawędzi zewnętrznej
Z uszczelką wprowadzającą na krawędzi
wewnętrznej
Z uszczelką żebrowaną na krawędzi
zewnętrznej
Grubość gumy pomiędzy średnicą
zewnętrzną uszczelnienia a średnicą
zewnętrzną wkładu usztywniającego
oraz grubość blachy jest uzależniona
od wymiarów gabarytowych pierścienia
uszczelniającego dnom i Dnom.
Dnom
Kombinacja metalu
i gumy
blacha 0,63 - 2,0 mm
Żebrowana
dnom
Standardowa
guma 0,8 - 3,0 mm
Typ
Ocena stosowania korpusów
Typ korpusu
Warunki
Metalowy
Standardowa bez
gumy
Metalowa z kołnierzem bez gumy
Metalowa z kołnierzem i doszczelnieniem gumowym
Odmiany wykonania korpusów metalowych
Tłoczone
Wzmocnione
Tłoczone na gotowo
Szlifowane
Gumowy
Kombinacja metalu
i gumy
Metalowy
Gniazdo wykonane
ze stopów lekkich
○
∆
□
Duża chropowatość gniazda
○
∆
□
Stosowanie zamienników
○
○
□
Odporność na
ciśnienie
○
○
□
Odporność na
korozję
○
∆
∆
Przewodnictwo
cieplne
□
∆
○
Legenda:
○ - bardzo dobry, ∆ - dobry, □ - słaby
5
MATERIAŁY
Symbol gumy
Nazwa gumy
Odporność temperaturowa
NBR
Guma
nitrylowa
o
-30 do +100 C
HNBR
Guma
nitrylowa uwodorniona
o
-30 do +130 C
MVQ VMQ
Guma
silikonowa
o
-50 do +200 C
Odporność na media
-oleje i smary mineralne
-oleje pochodzenia roślinnego i zwierzęcego
-węglowodory alifatyczne
-niepalne ciecze hydrauliczne typu HSA i HSB
o
-woda do 100 C
-rozcieńczone roztwory kwasów i zasad do
o
+50 C
-oleje i smary mineralne
-oleje pochodzenia roślinnego i zwierzęcego
-węglowodory alifatyczne
-niepalne ciecze hydrauliczne typu HSA i HSB
o
-woda do 100 C
-rozcieńczone roztwory kwasów i zasad do
o
+50 C
-oleje i smary mineralne
-rozcieńczone roztwory soli
-alkohole
-warunkowo niepalne ciecze hydrauliczne HSD
o
-woda do +100 C
ACM
Guma
akrylowa
o
-15 do +130 C
-oleje i smary mineralne
-węglowodory alifatyczne i aromatyczne
-niepalne ciecze hydrauliczne typu HSA i HSB
-oleje syntetyczne HSC
o
-woda do 100 C
-oleje silnikowe i przekładniowe
-oleje zawierające dodatki uszlachetniające
-płyny hydrauliczne
-warunkowo odporny na wodę
PTFE+
kompozyty*
o
-100 do +250 C
-odporność na większość mediów chemicznych
*kompozyty z włókna szklanego, brązu, grafitu,
dwusiarczku molibdenu.
FPM FKM
Guma
fluorowa
o
-20 do +200 C
Uszczelnienia typu simmering składają się z:
- materiału gumowego, z którego wykonany jest korpus uszczelnienia,
- stalowego (blacha głębokotłoczna), z którego wykonany jest wkład usztywniający,
- drutu sprężynowego stalowego z którego wykonana jest sprężyna naciągowa.
Na odporność temperaturową i chemiczną uszczelnień mają wpływ własności gumy,
których porównanie przedstawiono poniżej.
Istotną własnością materiałów na uszczelnienia jest ich odporność na ścieranie którą
należy brać pod uwagę ze względu na warunki pracy węzła uszczelniającego. Dla cieczy małolepkich lub gazów i próżni należy stosować przede wszystkim FKM i PTFE,
dla olejów alifatycznych (silnikowych i hydraulicznych) NBR i VMQ.
6
OZNACZANIE
Profil
Opis
Standardowa konstrukcja jednowargowa pierścienia uszczelniającego z metalowym wkładem usztywniającym pokrytym gumą.
Standardowa konstrukcja pierścienia uszczelniającego z metalowym wkładem usztywniającym pokrytym gumą z dodatkową wargą pyłoochronną.
Standardowa konstrukcja jednowargowa z odsłoniętym wkładem metalowym przeznaczonym do bezpośredniego montażu w gnieździe zabudowy. Skutecznie odprowadza ciepło z przestrzeni uszczelnianej.
Standardowa konstrukcja z odsłoniętym wkładem metalowym przeznaczonym do bezpośredniego montażu w gnieździe zabudowy z dodatkową wargą ochronną. Skutecznie odprowadza
ciepło z przestrzeni uszczelnianej.
Konstrukcja jednowargowa ze wzmocnionym,
odsłoniętym podwójnym wkładem metalowym,
przeznaczona do bezpośredniego montażu w
gnieździe.
Pierścienie uszczelniające wałki obrotowe typu simmering
oznaczamy na korpusie gumowym od strony „powietrznej” podając:
- typ konstrukcyjny
- wymiary:
d - średnica nominalna wałka [mm]
D - średnica nominalna gniazda [mm]
b - szerokość (wysokość) pierścienia [mm]
- symbol materiału - dla NBR nie podaje się
- znak (symbol) producenta, dystrybutora
Przykład oznaczenia:
A - 24 x 45 x 7 VMQ WW-PROJEKT
Wykaz typów konstrukcyjnych uszczelnień
Przykład oznaczenia
Profil uszczelnienia / oznaczenie typu konstrukcyjnego
Firma
producent
Konstrukcja ze wzmocnionym, odsłoniętym
podwójnym wkładem metalowym z dodatkową
wargą ochronną, przeznaczona do bezpośredniego montażu w gnieździe.
Goetze
Konstrukcja jednowargowa pierścienia uszczelniającego z wkładem metalowym pokrytym
gumą wzmocniona w części wargowej umożliwiającej pracę w podwyższonych ciśnieniach.
Konstrukcja pierścienia uszczelniającego z
wkładem metalowym pokrytym gumą z dodatkową wargą ochronną - wzmocniona w części
wargowej umożliwiającej pracę w podwyższonych ciśnieniach.
Niestandardowa konstrukcja bez sprężyny z
wkładem metalowym pokrytym gumą. Stosuje się jako uszczelnienie pomocnicze na
wodę oraz pył pracujące bezciśnieniowo.
NAK/LYO/NOK
SC
TC
SB
TB
SA
TA
827N
827S
822N
822S
824N
824S
Kaco
DG
DGS
DF
DFS
DFK
DFSK
INCO
A
AO
B
BO
-
-
Garlock
92
94
53
76
68
-
ERIKS
R
Rst
M
MSt
GV
GVst
Simmerwerke
A
ASL
B
BSL
C
CSL
BA
BASL
B1
B1SL
B2
B2SL
SKF
HMS4
HMSA7
CRW1
CRWA1
CRWH1
CRWHA1
Stefa
CB
CC
BB
BC
DB
DC
Style
SC
TC
SB
TB
SA
TA
Trelleborg
TRA
TRE
TRC
TRD
TRB
TRC
Dichtomatik
WA
WAS
WB
WBS
WC
WCS
Simrit
Lidering
Parker
DIN 3760
A
AS
B
-
C
-
SC
TC
SB
TB
SA
TA
A
AS
B
BS
C
CS
7
PRĘDKOŚĆ WAŁKA
Prędkość wałka ma zasadniczy wpływ na dobór materiału gumowego.
Graniczne wartości prędkości wałka dla danego materiału zależne są od
jego średnicy. Czym większa średnica tym dopuszczalna prędkość wałka
rośnie dla małych wartości średnic, a następnie utrzymuje się na stałym
poziomie: dla NBR Vmax = 12m/s m/s, ACM Vmax = 22m/s, VMQ i FKM
Vmax = 38m/s. Zależności te pokazane są na załączonym wykresie.
Zależność prędkości obwodowej od obrotowej wałka występuje według
poniższego wzoru:
d - średnica wałka [mm]
n - prędkość obrotowa wałka [obr/min]
V - prędkość obwodowa wałka [m/s]
Warga uszczelniająca obracającego się pierścienia względem
osi poddawana jest sile odśrodkowej powodującej jej odciążenie wraz z narastającą prędkością obrotową uszczelnienia.
Przy wysokich prędkościach obrotowych wałka może nastąpić
oderwanie wargi uszczelniającej od wałka a tym samym rozszczelnienie pierścienia. Poniższy wykres pokazuje przykładową
zależność prędkości obrotowej pierścienia od średnicy wałka
(osi). Charakterystyka ta uzależniona jest od nacisków promieniowych wargi uszczelniającej pochodzącej od sprężyny oraz
gumy i jest zależna od konstrukcji pierścienia.
8
TEMPERATURA
Temperatura pracy wpływa w znacznym stopniu na skuteczność uszczelniania.
Niska temperatura powoduje, że uszczelnienie traci swoją elastyczność, a warga uszczelniająca staje się twarda i krucha, co powoduje obniżenie sprawności
uszczelniania. Nadmiernie wysoka temperatura może spowodować przyśpieszone
zmiany starzeniowe zwłaszcza na wardze uszczelniającej objawiających się występowaniem mikropęknięć, a co za tym idzie brakiem ciągłości krawędzi uszczelniającej. Na temperaturę na krawędzi wargi uszczelniającej ma wpływ przenoszenie
ciepła wzdłuż wału, co wiąże się z warunkami lokalnymi węzła uszczelniającego.
Należy unikać umieszczanie uszczelnień w bliskim sąsiedztwie wysoko obciążonych łożysk, oraz kół zębatych. Należy stwarzać możliwość swobodnego przepływu medium wzdłuż wałka uszczelnianego w okolicy wargi uszczelniającej. Poniższy rysunek określa orientacyjne zakresy temperatur pracy materiałów. Istotnym
zagadnieniem jest wpływ niskich temperatur na pracę uszczelnienia. W tych warunkach guma sztywnieje, a poniżej określonej temperatury staje się krucha. Podczas
rozruchu wałka siły rozciągające pochodzące od wysokiego współczynnika tarcia
związanego ze wzrostem lepkości cieczy oraz od ewentualnego bicia promieniowego mogą spowodować pęknięcia wargi uszczelniającej oraz zniszczenie uszczelnienia.
Przyrost temperatury na krawędzi uszczelniającej zależy od rodzaju cieczy roboczej, a
zwłaszcza jej lepkości i zdolności do odprowadzania ciepła oraz prędkości obrotowej wałka.
Czym ciecz jest bardziej lepka tym przyrosty temperatury są większe. Zależność przyrostu
temperatury na krawędzi uszczelniającej od rodzaju cieczy uszczelnianej i średnicy wałka dla
stałej prędkości obrotowej V=3000obr/min zawarte jest na wykresie poniżej. Dla standardowych cieczy takich jak oleje silnikowe lub hydrauliczne oraz dla ciśnienia pracy pmax=0,05
MPa, przyrost temperatury na krawędzi uszczelniającej wynosi około 20 do 40oC. Dla olejów
przekładniowych przyrost temperatury wynosi 40 do 60oC, natomiast dla smarów stałych o
około 80 do 100oC. Zastosowanie wargi hydrodynamicznej powoduje obniżenie temperatury
na krawędzi uszczelniającej w stosunku do wargi standardowej - przykładowa zależność pokazana jest na wykresie poniżej.
Uszczelnienia z wargą pyłochronną powinny być stosowane tam gdzie środowisko jest istotnie zanieczyszczone, ponieważ tarcie tej wargi daje dodatkowy wzrost
temperatury o 10 do 15oC.
Wysoka temperatura może też również dotyczyć części spoczynkowej uszczelnienia, zwłaszcza jeżeli gniazdo zabudowy wykonane jest z
materiału o dużym współczynniku rozszerzalności temperaturowej np. stopy metali lekkich. W
takim wypadku należy stosować uszczelnienia
z pofałdowaną zewnętrzną powierzchnią elastomerową lub ze zwiększonym zaciskiem osadzenia w gnieździe.
9
TARCIE
W standardowych wykonaniach pierścienie uszczelniające wałki obrotowe, mają
zastosowanie do uszczelniania olejów pochodzenia mineralnego, półsyntetycznego,
syntetycznego, smarów stałych, płynnych substancji chemicznych oraz wody i jej
roztworów. W przypadku zastosowania substancji o niskiej lepkości np. wody lub jej
roztworów albo niekiedy sprężonego powietrza często występuje zjawisko „pisku”,
spowodowanego istnieniem niestabilnej warstwy smarnej pomiędzy krawędzią wargi
uszczelniającej, a powierzchnią współpracującą wałka. Chwilowej utracie warstwy
smarnej, towarzyszy gwałtowne zwiększenie współczynnika tarcia, a w rezultacie
sprężyste napięcie obwodowe skierowane zgodnie z obrotem wałka wargi uszczelniającej wraz z jej ramieniem (wychylenie w granicach 10mm) i względnemu zmniejszeniu chwilowej prędkości obrotowej wałka (rysunek 1). To z kolei powoduje szybkie
obniżenie współczynnika tarcia i spadek napięcia obwodowego zespołu wargi. Występowanie tego zjawiska w sposób cykliczny w zakresie częstotliwości akustycznych
od 100 do 1000 Hz objawia się charakterystycznym piskiem. Aby temu zjawisku zapobiec lub obniżyć jego uciążliwość należy stosować materiały elastomerowe twardsze np. od 80 do 85oShA. Obniżenie współczynnika tarcia osiąga się również przez
wytwarzanie odpornej warstwy na powierzchni wyrobów gumowych. Przeprowadza
się przez wprowadzenie do warstwy powierzchniowej gumy środka chemicznego, na
przykład halogenu, który w wyniku reakcji chemicznej łączy się trwale z powierzchnią
gumy, bądź przez pokrycie powierzchni gumowej warstwą teflonu.
Znane są sposoby polepszania własności mechanicznych gum, polegające na obniżeniu współczynnika tarcia drogą traktowania gumowych wyrobów wodnym roztworem podchlorynu sodowego. Wadą tych sposobów jest pogorszenie własności
powierzchni gumy w wyniku utleniającego działania podchlorynu.
Rys 1
Rys 2
Inny znany sposób polega na klasycznym chlorowaniu wyrobów gumowych w podwyższonej temperaturze, przy czym sposób ten powoduje otrzymanie produktu o
złej przyczepności warstwy modyfikowanej do podłoża.
Jako alternatywny środek chlorujący bywa także używany czterochlorek cyny, który
jest jednak mniej wygodny w użyciu niż chlor gazowy.
Poprawę współczynnika tarcia wyrobów gumowych osiąga się również drogą bromowania i fluorowania, przy użyciu fluoru względnie ciekłego lub gazowego pięciofluorku antymonu. Gumy modyfikowane drogą bromowania mają gorsze własności
mechaniczne i fizykochemiczne niż gumy chlorowane czy fluorowane.
Znany jest także sposób wytwarzania powłok polegający na pokrywaniu powierzchni
wyrobów gumowych warstwą policzterofluoroetylenu (PTFE) o grubości nie przekraczającej 0,1mm - rysunek. Sposób ten zezwala na uzyskanie w warstwie powierzchniowej wyrobów własności chemicznych i mechanicznych zbliżonych do teflonu, zaś
cały przedmiot zachowuje mechaniczne własności gumy (rysunek 2).
Dodatki obniżające współczynnik tarcia gumy to również np. dwusiarczek molibdenu MoS2, wysoko zdyspersowany PTFE. Dla szczególnych warunków pracy np.
(ułożyskowanie bębna pralki automatycznej) stosuje się uszczelnienia typu KOMBI
o powiększonej komorze smarowniczej, która zapewnia wystarczającą ilość smaru
zaporowego w trakcie pełnego okresu eksploatacji, zapewniając utrzymywanie wymaganej warstwy smarnej pod krawędzią uszczelniającą (rysunek 3).
W przypadku uszczelniania mediów gazowych można zastosować uszczelnienie
obrotowe z wargą wykonaną z kompozytów PTFE ze sprężyną lub bez (rysunek 4),
które mogą pracować bez warstwy smarnej ze względu na zastosowanie materiału
o bardzo dobrych własnościach ślizgowych.
Rys 3
Rys 4
10
STRATY MOCY
Moment oporowy powstający w wyniku współpracy krawędzi uszczelniającej z obracającym się wałkiem są konsekwencją występowania oporów tarcia, które powodują stratę
mocy. Wielkość mocy traconej zależy od:
- rodzaju czynnika uszczelnianego,
- różnicy ciśnień po obu stronach uszczelnienia,
- prędkości obrotowej wałka,
- średnicy wałka,
- temperatury czynnika uszczelnianego,
- stanu powierzchni współpracujących,
- rodzaju materiału uszczelnienia.
Na wykresie wskazano zależność strat mocy, od prędkości obrotowej wałka i jego średnicy. Wielkość mocy traconej zależą również od konstrukcji wargi uszczelniającej. Zastosowanie dodatkowych rowków przy krawędzi uszczelniającej od strony „powietrznej” sprzyja
zawiązywaniu się warstwy smarnej a tym samym zmniejszeniu mocy traconej. Przykłady
warg hydrodynamicznych oraz ich wpływ na opory tarcia pokazano na wykresie poniżej.
Przykład zastosowania pierścieni z PTFE do uszczelniania
węzła sprężarki powietrza o niskich oporach tarcia.
R
prawy
L
lewy
W
obustronny
11
CIŚNIENIE
Uszczelnienia standardowe
Uszczelnienia wzmocnione
Zalezność prędkości obrotowej wałka od ciśnienia i średnicy
Ciśnienie medium uszczelnianego ma wpływ na żywotność uszczelnienia. Podwyższone ciśnienie powoduje zwiększenie nacisków stykowych
na wardze uszczelniającej, a tym samym zwiększony moment oporowy
i podwyższenie temperatury na krawędzi uszczelniającej. Dla standardowych profilów dopuszcza się ciśnienie max 0,05 MPa, a z pierścieniem oporowym do 0,5 MPa. Dla wzmocnionych profilów dopuszcza
się ciśnienie max 1MPa. W jednym i drugim przypadku dopuszczalne
ciśnienie pracy zależne jest od prędkości wałka - wykres poniżej. Profil
pierścienia oporowego jest związany ściśle z profilem wargi uszczelniającej i winien być stosowany w porozumieniu z producentem uszczelnienia. Uszczelnienia wzmocnione cechują się grubszym przegubem
S2>S1 wargi uszczelniającej, zwiększonym zaciskiem obwodowym na
wardze uszczelniającej Z2>Z1 oraz mniejszym otworem FD2< FD1 w
miseczce wkładu usztywniającego.
Pierścień uszczelniający
standardowy
Pierścień uszczelniający
wzmocniony
FD1 > Fd1
FD2 < Fd2
Z1 < Z2
S1 < S2
12
WŁASNOŚCI EKSPLOATACYJNE MATERIAŁÓW ORAZ USZCZELNIEŃ
-17
-47
VMQ
TR10
-45
-30
-15
-26
ACM
max ACM
NBR
śred. ACM
min ACM
Rodzaj
gumy
TR10 - graniczna wartość niskiej temperatury przy
której naciągnięta próbka gumy powraca poniżej
10% jej początkowego rozciągnięcia (wyznacza praktyczną
granicę zastosowania uszczelnień w niskich temperaturach)
Dopuszczalne temperatury pracy uszczelnień w mediach eksploatacyjnych
FKM
Wpływ niskich temperatur na elastyczność gumy
Wpływ temperatury oraz cieczy roboczej na żywotność uszczelnień
Przykładowy wpływ przebiegu silnika samochodowego na zużycie uszczelnień
13
TOLERANCJE WYMIARÓW
Wymiary średnicy zewnętrznej pierścienia oraz jego szerokości w wykonaniu standard podlegają tolerancji, której wartość zależna jest od
typu konstrukcyjnego uszczelnienia oraz wymiarów nominalnych. Nie podlega standaryzacji średnica wewnętrzna pierścienia, która jest
uzazależniona od przyjętego przez producenta zacisku obwodowego, na który ma wpływ: twardość gumy, wielkość nacisków stykowych
(promieniowych) występujących na krawędzi uszczelniającej itp.
D
Średnica nominalna
zewnętrzna pierścienia
[mm]
do 50
+0,30
+0,15
+0,40
+0,20
+0,20
+0,10
50 - 80
+0,35
+0,20
+0,45
+0,25
+0,23
+0,13
80 - 120
+0,35
+0,20
+0,45
+0,25
+0,25
+0,15
120 - 180
+0,45
+0,25
+0,55
+0,30
+0,28
+0,18
180 - 300
+0,45
+0,25
+0,55
+0,30
+0,30
+0,20
300 - 400
+0,55
+0,33
+0,65
+0,35
+0,35
+0,23
400 - 500
+0,55
+0,33
+0,65
+0,35
+0,35
+0,23
500 - 630
+0,65
+0,35
+0,75
+0,40
+0,43
+0,28
630 - 800
+0,75
+0,40
+0,85
+0,45
+0,48
+0,33
800 - 1000
+0,85
+0,45
+0,95
+0,50
+0,53
+0,38
1000 - 1250
+1,00
+0,55
+1,10
+0,60
+0,60
+0,45
b
Szerokość pierścienia
[mm]
do 10
±0,3
powyżej 10
±0,4
14
WARUNKI ZABUDOWY
Wałek
Warunki zabudowy dotyczące wałka
d h11 [mm]
d1 [mm]
Gniazdo
Wymiary wyznaczające obszar styku krawędzi
uszczelniającej i pyłochronnej z wałkiem
Wymiary wyznaczające obszar styku [mm]
Warunki zabudowy dotyczące gniazda
b
[mm]
t1min
[mm]
t2min
[mm]
7
5,95
7,3
<10
d-1,5
b
[mm]
10<20
d-2
7
3,5
6,1
1,5
7,6
20<30
d-2,5
8
3,5
6,8
1,5
8,3
8
6,8
8,3
30<40
d-3
10
4,5
8,5
2
10,5
10
8,5
10,3
40<50
d-3,5
12
5
10
2
12
50<70
d-4
12
10,3
12,3
15
6
12
3
15
70<95
d-4,5
20
9
16,5
3
19,5
15
12,75
15,3
95<130
d-5,5
20
17
20,3
130<240
d-7
240<500
d-11
e1
e2
e3
e4
R1
[mm]
0,5
0,7
15
WAŁKI OBROTOWE - WYMAGANIA TECHNICZNE
Wykonanie wałka jako elementu zabudowy ma zasadniczy wpływ
na pracę uszczelnienia. Wałek powinien spełniać następujące wymagania:
- materiał powinien być dobrym przewodnikiem ciepła - zaleca
się stale konstrukcyjne węglowe lub stopowe - nie zaleca się
żeliwa, szkła, porcelany, tworzyw sztucznych:
Materiał wałka
Zalecane warstwy utwardzone
Wpływ chropowatości wałka na jego prędkość
Zalecenia
Żeliwo
Jest możliwa wysoka porowatość powierzchni
wałka zależna od jakości odlewu. Jeżeli wielkość por jest większa niż 0,05mm to współpracująca warga nie zapewni wymaganej szczelności. Zaleca się wykonanie lanych wałków z
żeliwa sferoidalnego niż z żeliwa szarego.
Tworzywa
sztuczne
Nie zaleca się stosowania wałków wykonanych
z tworzyw sztucznych ponieważ nie można uzyskać wymaganej twardości powierzchni oraz z
powodu niskiego przewodzenia ciepła.
Ceramika
Wałki ceramiczne mają zastosowanie w aparaturze chemicznej jednak nie zaleca się ich
stosowania do współpracy z simmeringami ze
względu na wysoką porowatość powierzchniową co może znacznie przyśpieszyć zużycie
wargi.
Szkło
Nie zaleca się stosować na wałki się ze względu
na niski współczynnik przewodzenia ciepła
- dla prędkości obwodowej V<5m/s twardość powierzchni wałka min 45 HRC, dla dużych średnic wałów od 30 do 40 HRC przy prędkościach V>5m/s zalecana jest twardość min 55 HRC.
Grubość warstwy utwardzonej po szlifowaniu min 0,3 - 0,4 mm
(rysunek)
- wymagana obróbka mechaniczna to szlifowanie, a w obszarze
współpracy z uszczelnieniem - dotykowe bez przesuwu poosiowego ściernicy, aby zapobiec występowaniu linii (wyrzutowej)
śrubowej - (rysunek)
- dopuszczalna prędkość obwodowa wałka jest również uzależniona od jego chropowatości - (wykres)
- wałek nie powinien podczas pracy w ruchu obrotowym wykonywać ruchów poosiowych, co ma zapewnić odpowiednie jego
ułożyskowanie - (rysunek)
Pozycjonowanie wałka
Kierunek obróbki
mechanicznej
Zacisk obwodowy wargi uszczelniającej jest zależny od wielkości pierścienia
uszczelniającego (średnicy wałka) i wynosi
w zależności od producenta od 0,8 do 3,5
mm dla średnic wałka od 5 do 300mm
16
SPOSOBY OSADZANIA USZCZELNIEŃ W GNIEŹDZIE
Gniazda nieprzelotowe
Gniazda przelotowe
Gniazdo z odsadzeniem
Gniazdo dzielone
Względny zacisk poprzeczny gumy zależny jest od średnicy gniazda oraz grubości
gumy pomiędzy powierzchnią gniazda i
wkładu usztywniającego (producent).
Względny zacisk obwodowy zależny jest
od średnicy nominalnej gniazda
17
USZCZELNIENIA SPECJALNE TYPU KASETA
Zależność prędkości od średnicy wałka
Typ profilu
Uszczelnienia kasetowe pod nazwą Simmering Cassette Seals - Simmering typu
Kaseta, służy do uszczelniania wałków obrotowych lub osi w warunkach bardzo wysokiego zanieczyszczenia zewnętrznego. Firma Simrit proponuje trzy typy konstrukcyjne
uszczelnień: Typ: 1, 2, 3 oraz HS (high speed) - (profile są załączone na rysunkach
obok). Głównym kryterium doboru uszczelnień jest poziom zanieczyszczeń zewnętrznych występujących w węźle uszczelniającym. Typowe zastosowania tych uszczelnień pokazane są w załączonych tabelach.
Zastosowania uszczelnień typ: 1, 2, 3
Maszyny rolnicze
Zastosowanie
Maszyny budowlane
Typ
1
2
3
Traktory / leśnictwo
Osie: koła, piasty
●
Osie, półosie*
●
Osie, półosie*
●
●
●
●
Kaseta
typ 2
Podwójny profil labiryntu przeciw zanieczyszczaniu
Średnica wewnętrzna zrobiona całkowicie z elastomeru
Umiarkowane tarcie
Dobra ochrona przeciw kurzowi i
zabłoceniu
Kaseta
typ 3
Potrójny profil labiryntu przeciw zanieczyszczaniu
Średnica wewnętrzna zrobiona całkowicie z elastomeru
Wysokie tarcie
Bardzo dobra ochrona przeciw
kurzowi i zabłoceniu
Kaseta
typ HS
Podwójny profil labiryntu przeciw opiłkom metalu i kurzu
Średnica wewnętrzna zrobiona częściowo z elastomeru
Niskie tarcie
Dobra ochrona przeciw kurzowi i
zabłoceniu
Zastosowanie do wysokich prędkości
●
Odbiorniki mocy
●
Zastosowanie
Typ
Siewniki
●
Maszyny do wycinania
●
Pojazdy specjalne, przyczepy
Przetrząsacze
●
Osie: koła, piasty
●
Pługi
●
Maszyny do gracowania
Prosty profil labiryntu przeciw
Niskie tarcie
zanieczyszczaniu
Niska ochrona przeciw brudzeŚrednica wewnętrzna zrobioniu się
na całkowicie z elastomeru
Osie: napędy łańcuchowe
Pojazdy użyteczności publicznej (komunalne)
●
Kultywatory
Kaseta
typ 1
3
●
Zgrabiarki, prasy do słomy
Właściwości
2
Koparki, wywrotki, betoniarki, dźwigi, żurawie itp.
Brony / kosiarki
Budowa
Typ
1
Osie: koła, piasty
Osie: napędy łańcuchowe
Typ
Zastosowanie
Kombajny
Młockarnie
●
2
3
Osie, półosie*
●
●
Osie: napędy łańcuchowe
●
●
Uwaga
● - zastosowanie
* - w przypadku bicia poprzecznego i wzdłużnego
wymagana jest specjalna wersja
●
Rozrzutniki do nawozów
1
Budowa: Uszczelnienie zawiera dwa zespoły: Simmering i pierścień ślizgowy wraz z
labiryntem. Są one połączone fabrycznie, aby zapobiec jakimkolwiek rozłączeniom w
trakcie montażu oraz pracy. Simmering zaciskowo jest osadzony w korpusie, a tuleja
ślizgowa jest osadzona na wałku lub na osi.
Dane techniczne: Typ: 1, 2, 3
Typ HS
Temperatura max NBR<+80oC; FKM<+100oC FKM<+120oC; NBR <+80oC; ACM<+100oC
Temperatura min NBR>-35oC; FKM>-25oC
Prędkość wałka:
Typ 1
Typ 2
Typ 3
Typ HS
NBR max=7m/s
max=5m/s
max=4m/s
FKM
max=9m/s
max=7m/s
max=6m/s
max=12m/s
Typ: 1, 2, 3 - ciśnienie pracy: pmax=0,05 MPa; typ HS - ciśnienie pracy: pmax=0,03MPa
18
USZCZELNIENIA SPECJALNE TYPU COMBI
Typ
Budowa
Własciwości
Zastosowanie
Combi
standard
Średnica zewnętrzna - tylko metal.
Maszyny rolnicze, napędy w rolniczych pojazDeflektor brudu zrobiony z pianki poliuretano- Głównie dla umiarkowanych i wysokich pręddach, suchym środowisku i w ogólnym przemywej.
kości obrotowych.
śle.
Simmering w wykonaniu standardowym.
Combi
SF5
Średnica zewnętrzna - tylko metal.
Dla umiarkowanych / wysokich prędkości ob- Maszyny rolnicze, napędy w rolniczych pojazDeflektor brudu zrobiony z poliuretanu.
rotowych, przeciw umiarkowanemu i silnemu dach, suchym środowisku i w ogólnym przemySimmering w wykonaniu standardowym z dozabrudzeniu zewnętrznemu.
śle.
datkową wargą.
Combi
SF6
Średnica zewnętrzna - tylko metal.
Dla średnich prędkości obrotowych, przeciw Maszyny rolnicze, napędy w rolniczych pojazDeflektor brudu zrobiony z gęstego poliuretaśredniemu i silnemu zabrudzeniu zewnętrzne- dach, wilgotnym środowisku i w ogólnym przenu.
mu.
myśle.
Simmering w wersji BA-DUO.
Combi
SF8
Średnica zewnętrzna metalowa częściowo poJak Combi i uszczelnienie SF6, ze statycznym Maszyny rolnicze, napędy w rolniczych pojazkryta gumą.
Deflektor brudu zrobiony z gęstego poliureta- uszczelnieniem, przeciw średniemu i silnemu dach, wilgotnym środowisku i w ogólnym przezabrudzeniu zewnętrznemu.
myśle.
nu.
Simmering w wersji BA-DUO.
Combi
SF19
Średnica zewnętrzna metalowa częściowo pokryta gumą.
Dla średnich prędkości obrotowych, przeciw
Deflektor brudu zrobiony z gęstego poliuretanu
bardzo silnemu zabrudzeniu zewnętrznemu.
+ gumowa warga przeciwpyłowa.
Simmering w wersji BA-DUO.
Profil
Maszyny rolnicze, napędy w rolniczych i innych
pojazdach, wilgotnym środowisku i w ogólnym
przemyśle. Zastosowanie w warunkach krytycznie silnego zabrudzenia.
Porównanie obszarów stosowania oraz resursu uszczelnień typu Standard, Kaseta i Combi
19
USZCZELNIENIA NISKOTARCIOWE
2
1
Policzterofluoroetylen (PTFE) był po raz pierwszy został zastosowany na uszczelnienia obrotowe wału korbowego silnika Diesla w 1970
roku z powodu wysokich parametrów temperaturowych oraz prędkości. Dzięki temu producenci rozszerzali i przedłużali okresy gwarancji.
Niektóre konstrukcje uszczelnień z PTFE zezwalają na stosowanie ich do prędkości obwodowej wałka 50 m/s. Tą własność uzyskano
dzięki bardzo niskiemu współczynnikowi tarcia nawet w warunkach ograniczonego smarowania, co nie może być osiągnięte w przypadku
zastosowania gumy.
Uszczelnienia wykonywane są w różnych odmianach konstrukcyjnych:
•
w całości wykonane z PTFE lub kompozytu ze sprężyną dociskową lub bez – posiadają własności niskotarciowe oraz wysoką odporność chemiczną (1, 2),
•
częściowe wykonanie z PTFE lub kompozytu wzmocnione pierścieniami stalowymi bez sprężyny dociskowej posiadają własności
niskotarciowe oraz odporność chemiczną wynikającą z zastosowanego materiału na pierścienie usztywniające (3, 4) oraz zastosowanej
gumy (5, 6, 7),
•
częściowe wykonanie z kompozytu PTFE wzmocnione pierścieniami stalowymi z dociskiem wargi uszczelniającej za pomocą Oringa lub nie (8) - posiadają własności niskotarciowe oraz odporność chemiczną wynikającą z zastosowanego materiału na pierścienie
usztywniające oraz O-ring (9),
•
pierścienie gumowe ze sprężyną dociskową oraz wkładem usztywniającym - pokryte na krawędzi uszczelniającej powłoką z PTFE
– posiadają odporność chemiczną w zależności od zastosowanego materiału gumowego (10, 11),
•
pierścienie wykonane z kompozytów PTFE z mocowaniem kołnierzowym i sprężyną „meandrową” (12)
3
4
5
6
8
9
Zależność dopuszczalnego ciśnienia od prędkości obwodowej wałka pierścieni uszczelniających
typu Radiamatic PTFE oraz Radiamatic HTS II produkcji Freudenberg Simrit Niemcy
7
10
11
12
20
GEOMETRYCZNE WARUNKI PRACY
Niewspółosiowość wałka względem
gniazda oznacza maksymalną odległość
osi wałka pozostającego w spoczynku od
osi obudowy (gniazda) mierzoną w obszarze krawędzi uszczelniającej wargi. Nadmierna niewspółosiowość powoduje miejscowe zużycie krawędzi uszczelniającej.
Dopuszczalna niewspółosiowość pokazana jest na wykresie poniżej.
Nieprostopadłość powierzchni oporowej gniazda do
osi wałka jest to połowa wartości bicia osiowego ścianki tylnej gniazda na wysokości średnicy otworu gniazda.
Nadmierna nieprostopadłość gniazda może powodować
w wyniku ruchu wałka względem krawędzi uszczelniającej wypompowywanie medium uszczelnianego wzdłuż
kanałków powstałych na obwodzie wałka w wyniku obróbki mechanicznej jego powierzchni.
Bicie dynamiczne (promieniowe) wałka jest największą odległością skrajnych położeń osi wałka
podczas jego obrotu mierzonej w płaszczyźnie
prostopadłej do osi otworu na krawędzi uszczelniającej wargi. Przekroczenie dopuszczalnej wartości bicia dynamicznego może spowodować odrywanie się wargi od powierzchni wałka. Zjawisko
to pogłębia się wraz z obniżką temperatury węzła
uszczelniającego spowodowanego większa histerezą materiału gumowego. Dopuszczalna wartość
bicia promieniowego jest pokazana na wykresie
poniżej.
21
SERWIS I MONTAŻ
Przy wymianie pierścieni uszczelniających na nowe należy stosować następujące zasady:
- pierścienie uszczelniające, które zostały wymontowane z zabudowy podczas prac związanych z
naprawą maszyny nie powinny być ponownie montowane,
- odmiana konstrukcyjna pierścienia wymienianego winna być taka sama,
- materiał zastosowany na pierścień wymieniany winien być identyczny lub spełniający te same lub
wyższe wymagania temperaturowe i wyższą odporność chemiczną,
- warga wymienianego pierścienia nie powinna stykać się z powierzchnią wału w tym samym miejscu, co warga poprzedniego pierścienia (rysunek poniżej),
- jeśli nie jest dostępny pierścień tej samej szerokości, można zastosować węższy
Zamienniki podstawowych typów konstrukcyjnych pierścieni typu simmering zawiera tabela poniżej
- większy zakres zbliżonych uszczelnień wybranych firm zawiera tabela na stronie 28
Montaż uszczelnień ma wpływ na późniejszą ich eksploatację. Istotą montażu jest,
aby nie uszkodzić w trakcie tej czynności uszczelnienia, co może spowodować ukryte uszkodzenie krawędzi uszczelniającej lub części statycznej. Ponadto niewłaściwe
osadzenie uszczelnienia w gnieździe na przykład nieprostopadłość osi gniazda do
krawędzi uszczelniającej może być przyczyną przecieku. Do montażu w gnieździe
należy stosować odpowiednie stemple, natomiast tulejki ochronne w przypadku występowania na wałku ostrych krawędzi, wieloklinów, gwintów czy wielowypustów. Do
montażu należy stosować praski mechaniczne lub hydrauliczne z ogranicznikami
przesuwu (skoku).
Siła montażowa pierścieni uszczelniających przy prędkości 100mm/
min przesuwu osiowego stempla
Profil uszczelnienia / oznaczenie typu konstrukcyjnego
Firma
producent
NAK/LYO/NAK
SC
TC
SB
TB
SA
TA
827N
827S
822N
822S
824N
824S
Kaco
DG
DGS
DF
DFS
DFK
DFSK
INCO
A
AO
B
BO
-
-
Garlock
92
94
53
76
68
-
ERIKS
R
Rst
M
MSt
GV
GVst
Simmerwerke
A
ASL
B
BSL
C
CSL
BA
BASL
B1
B1SL
B2
B2SL
SKF
HMS4
HMSA7
CRW1
CRWA1
CRWH1
CRWHA1
Stefa
CB
CC
BB
BC
DB
DC
Style
SC
TC
SB
TB
SA
TA
Trelleborg
TRA
TRE
TRC
TRD
TRB
TRC
Dichtomatik
WA
WAS
WB
WBS
WC
WCS
A
AS
B
-
C
-
SC
TC
SB
TB
SA
TA
A
AS
B
BS
C
CS
Goetze
Simrit
Lidering
Parker
DIN 3760
22
SMAROWANIE
Wysokotemperaturowy smar zaporowy i montażowy Petamo® GHY 133 N firmy
Klűber do uszczelnień: simmering, uszczelnień do pneumatyki, hydrauliki, O-ringów,
V-ringów, X-ringów i innych wyrobów formowych z materiałów elastomerowych: NBR,
ACM, HNBR, FPM, FFPM oraz tworzyw PTFE, PA i POM. Przykładowe zachowanie się
smaru w stosunku do elastomerów ukazuje poniższa tabela:
Materiał* / temperatura badania
Nazwa właściwości
70FPM 175825
150ºC
72NBR 902
100ºC
70ACM 121433
150ºC
Wyniki badań
Zmiana objętości (%)
+5,8
+5,5
+7,0
Zmiana twardości (ShA)
-1
-1
-8
Zmiana wytrzymałości (%)
-8
+11,4
-23,3
Zmiana wydłużenia względnego (%)
-19
+3,0
+39,8
* dotyczy materiałów elastomerowych firmy SIMRIT
Zalety:
Simmeringi: Smar Petamo® GHY 133N stanowi doskonały długotrwały środek smarujący i zaporowy, przeciwko zanieczyszczeniom zewnętrznym. W odróżnieniu do
zwykłych smarów nie wytapia się i nie powoduje wycieków pozornych. Przebadany
został w stosunku do elastomerów. Ponadto, redukuje tarcie, zapobiega korozji wału
pomiędzy wargami i na ich krawędziach, umożliwia smarowanie podczas rozruchu,
zapewnia smarowanie na okres żywotności uszczelnienia. Przestrzeń między wargami
uszczelniającymi wypełnić w 40-50% smarem punktowo na całym obwodzie - rysunek.
O ile możliwe, unikać nakładania smaru na wargę uszczelniającą. Inne uszczelnienia:
jako środek smarujący ułatwiający montaż i redukujący tarcie podczas pracy, oraz jako
ochrona zabudów uszczelnień przed korozją. Dodatkowo zmniejsza ryzyko wystąpienia drgań ciernych (stick-slip). Nakładać wyłącznie przy użyciu narzędzi o zaokrąglonych krawędziach.
Opis wyrobu:
Petamo® GHY 133 N jest bardzo wydajnym wysokotemperaturowym smarem stałym.
Charakteryzuje się on w szczególności:
•
Obciążlnością temperaturową od: -30ºC do +160ºC
•
Skuteczną ochroną przed zużyciem
•
Dobrą ochroną przed korozją
Petamo® GHY 133 N jest bardzo wydajnym temperaturowym smarem stałym do łożysk
tocznych. Charakteryzuje się on w szczególności:
•
obciążalnością wysoką temperaturą do 160ºC
•
wysoką odpornością na utlenianie
•
skuteczną ochroną przed zużyciem, również w wysokiej temperaturze
•
dobrą ochroną przed korozją
•
dobrą odpornością na wodę
Wydajność PETAMO® GHY 133 N wynika z optymalnego doboru zagęszczacza polimocznikowego, oleju mineralnego, syntetycznego oleju węglowodorowego i zestawu
dodatków, a także z technologii produkcji.
Dziedziny zastosowania:
Cechy wydajnościowe smaru PETAMO® GHY 133 N pozwalają na wiele zastosowań
w zakresie smarowania długookresowego i na cały okres żywotności, np. łożyska
toczne i uszczelnienia do:
•
silników elektrycznych
•
wentylatorów pracujących w gorącej atmosferze
•
urządzeń suszarniczych
•
maszyn tekstylnych
•
maszyn papierniczych
Części pojazdów mechanicznych jak:
•
rolki napinaczy pasków transmisyjnych
•
sprzęgła
•
pompy wodne
•
wentylatory
Dane techniczne
Nazwa właściwości
Jednostki
Wartość parametru
-
Olej mineralny, syntetyczny olej węglowodorowy, polimocznik
ºC
od -30 do +160
Lepkość oleju podstawowego DIN 51 561
przy 40ºC
przy 100ºC
mm²/s
mm²/s
około 150
około 18
Gęstość DIN 51 757 przy 20ºC
g/cm³
0,88
-
beżowy
Olej bazowy / substancja zagęszczająca
Zakres temperatur roboczych DIN 51 825 /
DIN 51 821/2
Kolor
23
USZKODZENIA USZCZELNIEŃ - DIAGNOSTYKA
Lp.
1
2
3
4
5
6
Objawy uszkodzenia
Uszczelnienie obraca
się w gnieździe wraz z
wałkiem
Uszczelnienie przesuwa
się w gnieździe
Podwinięcie wargi
uszczelniającej
Odkształcony korpus
uszczelnienia
Rysy na zewnętrznej
średnicy uszczelnienia
Uszkodzony przegub
wargi uszczelniającej
Diagnoza
Sposób naprawy
Lp.
Objawy uszkodzenia
Średnica zewnętrzna
Zastąpić uszczelnienie
uszczelnienia jest mniej- z właściwym wymiarem
sza niż średnica gniazda zewnętrznym
Średnica zewnętrzna
Zastąpić uszczelnienie
uszczelnienia jest mniej- z właściwym wymiarem
sza niż średnica gniazda zewnętrznym
Ciśnienie w komorze
uszczelnianej wysuwa
uszczelkę z gniazda
Zabezpieczyć uszczelnienie przed wzdłużnym
przesunięciem
Średnica wewnętrzna
uszczelnienia jest zbyt
mała
Skontrolować średnicę
wałka
Zbyt duży kąt pochylenia
Wymagany kąt fazki
fazki wprowadzającej
max 30º
wałka
Niewłaściwy montaż,
brak smaru
Stosować odpowiednie
narzędzia montażowe,
smarować w montażu
Za duża chropowatość
fazki wprowadzającej
Poprawić chropowatość
Stosowanie w montażu
niewłaściwych narzędzi
Stosować odpowiednie
narzędzia montażowe
Za duży zacisk na średnicy zewnętrznej
Skontrolować średnicę
zewnętrzną uszczelnienia i gniazda
Za duża chropowatość
gniazda
Poprawić chropowatość
Niewłaściwa fazka montażowa, ostra krawędź
wprowadzająca gniazda
Poprawić fazkę, stępić
krawędź
Za wysokie ciśnienie
cieczy uszczelnianej
Zastosować pierścień
oporowy lub uszczelnienie wzmocnione na
wyższe ciśnienia
7
8
9
10
Uszkodzenie krawędzi
uszczelniającej
Częściowe wytarcie
wargi uszczelniającej
Nadmierne zużycie lub
stwardnienie wargi
Wypadnięcie sprężyny
w montażu lub w eksploatacji uszczelnienia
Diagnoza
Sposób naprawy
Niedostateczne smarowanie
Doprowadzić smar do
uszczelnienia
Za duża chropowatość
wałka
Poprawić chropowatość
wałka
Zanieczyszczenia zewnętrzne
Zastosować pierścień z
wargą pyłochronną
Niewłaściwy montaż,
brak smaru
Stosować odpowiednie
narzędzia montażowe,
smarować
Niekocentryczne
zamontowanie uszczelnienia
Stosować odpowiednie
narzędzia montażowe
Za duża niewspółosiowość wałka
Zastosować pierścień z
kompensacją
Dobrać właściwy mateZa wysokie ciśnienie
riał do prędkości wałka
medium uszczelnianego
lub zastosować konlub za duża prędkość
strukcję uszczelnienia
wałka
na wysokie ciśnienia
Niedostateczne smarowanie
Doprowadzić smar do
uszczelnienia
Niewłaściwie dobrana guma do cieczy
uszczelnianej
Dobrać właściwą gumę
Zbyt duży kąt pochylenia fazki wprowadzającej wałka
Wymagany kąt fazki
max 30º
Niepoprawny montaż
Stosować odpowiednie
narzędzia montażowe
Za mała głębokość
rowka osadczego na
wardze pod sprężynę
Zastosować inną
konstrukcję pierścienia
uszczelniającego
Za duże bicie dynamicz- Zastosować pierścień z
ne wałka
kompensacją
24
WYTYCZNE DO PROJEKTOWANIA WĘZŁÓW USZCZELNIAJĄCYCH
Rys 1
Przy projektowaniu węzłów uszczelniających należy przestrzegać następujących zasad:
- minimalizowanie niekorzystnych dla uszczelnienia zjawisk np. obniżanie temperatury (zastosowanie odpowiedniego łożyskowania lub stworzenie dodatkowego obiegu cieczy uszczelnianej) rys 1,
- minimalizacja ciepła tarcia przez zastosowanie dodatkowego smarowania , wybór odpowiedniej chropowatości wałka, zastosowanie pierścieni z wargą hydrodynamiczną rys 2, 3, 7
- zwiększenie ciepła odprowadzanego z obszaru tarcia, poprzez zastosowanie odpowiednio chłodzonego wałka rys 2,
- stosowanie odpowiednich odrzutników oleju w przypadku gwałtownego kontaktu z cieczą uszczelnianą (silne smarowanie rozbryzgowe) w
celu zapobiegania występowania erozji wargi rys 5,
- stosowanie dodatkowej ochrony wargi uszczelniającej w przypadku
uszczelniania cieczy zanieczyszczonych rys 3, 8,
- stosowanie drenażu tj. odprowadzenia przecieków w przypadku zastosowania dwóch uszczelnień w układzie odwróconym rys 4.
- dobranie odpowiedniego uszczelnienia dla gniazd wykonanych ze stopów lekkich pracujących w wysokich temperaturach ok +200oC rys 6.
Rys 5
Rys 3
Rys 2
Rys 4
Rys 6
Rys 7
Rys 8
25
PRZYKŁADY ZASTOSOWAŃ
Przyklady uszczelniania w warunkach wysokiego zanieczyszczenia zewnętrznego
Zastosowanie uszczenień pokrywkowych
G-ring
A
Uszczelnienie pokrywkowe
Kaseta
G-ring
B
Przykłady separacji dwóch różnych mediów
Uszczelnianie mediów chemicznie agresywnych
Uszczelnienia z warga z PTFE
Kanal upustowy
Medium 2
A
Medium 1
A
Medium 2
Medium 1
A-Duo
Przykłady uszczelniania próżni
A
AH
A
Kanal smarujacy
Proznia
A
Kanal upustowy
Proznia
Proznia
Kanal upustowy
AH
A
26
MIKSER
PROCES PRODUKCJI SIMMERINGÓW
PRASA
HYDRAULICZNA
Fazy procesu formowania
i wulkanizacji
WYTŁACZARKA
KOMORA KLEJOWA
PRASA
WULKANIZACYJNA
OBCINARKA
AUTOMAT DO MONTOWANIA
SPRĘŻYN I PAKOWANIA
27
BADANIE SIMMERINGÓW
Badania pierścieni uszczelniających wałków obrotowych według PN-81/M-86960
obejmuje:
a/ sprawdzenie wymiarów sprowadza się do pomiaru średnicy zewnętrznej oraz szerokości pierścienia (rysunek 1),
b/ sprawdzenie odchyłki współosiowości między obwodem zewnętrznym i wewnętrznym pierścienia bez sprężyny sprowadza się do pomiaru współosiowości średnicy
zewnętrznej względem średnicy wewnętrznej (rysunek 1),
c/ sprawdzenie trwałego odkształcenia średnicy wewnętrznej sprowadza się do określenia przyrostu średnicy wewnętrznej po nałożeniu na trzpień o wymiarze nominalnym po wygrzaniu w ciągu 70 godzin w temperaturze maksymalnej odpowiadającej
gumie z której wykonane jest uszczelnienie,
d/ sprawdzenie odporności na niskie temperatury sprowadza się do próby w specjalnym przyrządzie schłodzonym wraz z uszczelnieniem badanym do najniższej
temperatury odpowiadającej materiałowi z którego jest wykonany. W wyniku obrotu mimośrodowego wałka przyrządu sprawdza się wytrzymałość mechaniczną wargi
uszczelniającej badanego uszczelnienia,
Rys 1
Rys 2
e/ sprawdzenie wykonania polega na ocenie jakości krawędzi uszczelniającej oraz
powierzchni równej 1/3 szerokości wargi uszczelniającej (rysunek 2),
f/ sprawdzenie szczelności pierścienia sprowadza się do poddania uszczelnienia próbie 200 godzinnej w następujących warunkach:
• temperatura odpowiadająca maksymalnej dla danego materiału gumowego
• prędkości obrotowej wałka odpowiadającej jego średnicy i rodzajowi gumy z którego
zostało wykonane uszczelnienie według wykresu - strona 5,
• ciecz badawcza olej Selektol Specjal SD SAE 10W/30,
•.badanie jest prowadzone w przyrządzie według rysunku 3
• przesunięcie (niewspółosiowość) wałka do gniazda 0,075mm
• ciśnienie oleju 0,003MPa
Dopuszczalny wyciek podczas pełnej próby może wynosić 3cm³ max.
Rys 3
28
WYKAZ ZBLIŻONYCH USZCZELNIEŃ WYBRANYCH FIRM
Profil uszczelnienia / oznaczenie typu konstrukcyjnego
Firma
producent
NAK/LYO/NOK
SC
TC
VC
SB
TB
SA
TA
SCN
TCN
DC
ST, AP
-
Pioneer Weston
ERIKS
R
Rst
RZV
M
MSt
GV
GVst
-
RST-D
R-Duo
Cassette
WR
827N
827S
827NO
822N
822S
824N
824S
-
-
-
-
-
Kaco
DG
DGS
DE
DF
DFS
DFK
DFSK
-
-
-
-
-
INCO
A
AO
-
B
BO
-
-
AH
AOH
AE
-
-
Garlock
92
94
91
53
76
68
-
-
-
-
-
-
ERIKS
R
Rst
RZV
M
MSt
GV
GVst
-
RST-D
R-Duo
Cassette
WR
Paulstra
HUTCHINSON
IE
IEL
IO
EE
EEL
-
CESL
-
-
IELR
-
-
Simmerwerke
A
ASL
-
B
BSL
C
CSL
-
-
-
-
-
BA
BASL
BAOF
B1
B1SL
B2
B2SL
-
BABSL
BADUO
SKF
HMS4
HMSA7
HM1
CRW1
CRWA1
CRWH1
CRWHA1
-
CRWAR5
-
MUD
HSF
Stefa
CB
CC
CD
BB
BC
DB
DC
-
-
-
-
-
Style
SC
TC
VC
SB
TB
SA
TA
-
-
-
-
-
Trelleborg
TRA
TRE
TRK
TRC
TRD
TRB
TRC
-
TRQ-D
-
TC
-
Dichtomatik
WA
WAS
WAO
WB
WBS
WC
WCS
WAY
WASY
WAD
Cassette
WE
France Joint
BECA 850
BECA 852
BECA 854
BECA 870
BECA 872
BECA 886
BECA 887
-
BECA
852TCHP
BECA 858
BECA 859,
969C
-
Laska
Technika
Przemysłowa
UW-A
UW-AS
UW-AO
UW-B
UW-BS
UW-C
UW-CS
UW-AY
UW-ASY
UW-AP
-
UW-E
A
AS
DINA
B
-
C
-
-
AS P
A DUO
-
D5
Parker
SC
TC
VC
SB
TB
SA
TA
NSC4
NTC4
DC
KOYO
MHS
MHSA
MH
HMS
HMSA
HMSH
HMSAH
-
MHSA...P
MHSD
D
-
TIMKEN
350
320
340
330, 480
470
450
410
-
-
-
-
-
A
AS
-
B
BS
C
CS
-
-
-
-
-
Goetze
Simrit
Lidering
Norma DIN 3760
Cassette
Typ:
1, 2, 3
CB, CL,
CH
Radiamatic®
R: 35, 36, 37,
58
LUP, LPD,
LDS

Podobne dokumenty