Un transportor de la o turnătorie a funcționat timp de opt luni înainte ca rulmenții să se defecteze. Configurația originală folosea garnituri de cauciuc cu buze care apăsau pe arbore. Praful abraziv s-a deschis sub buză, a purtat o canelură în arbore și, în cele din urmă, a contaminat grăsimea. Întreținerea a înlocuit rulmenții de două ori înainte de a trece la o etanșare labirint fără contact. Noua etanșare nu avea părți care se freacă, așa că nu a uzat arborele, iar calea întortocheată a păstrat cea mai mare parte din praf. Această schimbare a prelungit durata de viață a rulmentului la peste trei ani.
Garniturile labirint fără contact nu sunt o soluție universală. Ele funcționează cel mai bine atunci când aveți nevoie de frecare redusă, viteză mare sau durată lungă de viață într-un mediu murdar, dar relativ uscat. Acest articol explică modul în care funcționează, ce detalii de design contează și unde se potrivesc în alegerea rulmenților.
Ce face de fapt un labirint fără contact
O etanșare labirint creează un spațiu lung și înfășurat între arborele rotativ și carcasa staționară. În loc de o singură degajare dreaptă, poteca zigzag printr-o serie de șanțuri și creste. Contaminanții precum praful, nisipul sau ceața de apă trebuie să parcurgă această cale pentru a ajunge la rulment. Fiecare viraj forțează particulele să-și schimbe direcția, iar multe abandonează sau își pierd avânt înainte de a trece.
Deoarece nu există contact fizic între părțile de etanșare, nu există frecare de alunecare și nici uzură. Acesta este avantajul de bază. De asemenea, înseamnă că etanșarea nu generează căldură, deci nu limitează viteza arborelui așa cum o face o etanșare cu buze. Schimbul este că un labirint nu este complet strâns. Permite o cantitate mică de scurgeri și nu poate reține un val de lichid sau pulbere fină sub presiune. Gândiți-vă la asta mai degrabă ca la un factor de descurajare puternic decât la o barieră absolută.
De ce beneficiază rulmenții de garnituri labirint fără contact
Rulmenții se defectează din două motive principale: pierderea lubrifierii și contaminarea. Garniturile de contact abordează contaminarea, dar adaugă rezistență și uzură. Sigiliile labirint abordează contaminarea fără aceste penalități. În practică, asta înseamnă:
- Cuplu de frecare mai mic, ceea ce reduce pierderea de putere și generarea de căldură.
- Viteză admisibilă mai mare, adesea limitată de cușca rulmentului sau de lubrifiere, mai degrabă decât de etanșare.
- Fără elastomer care să se întărească, să crape sau să se umfle, astfel încât etanșarea funcționează într-o gamă largă de temperaturi.
- Fără uzură prin frecare, astfel încât intervalele de întreținere pot fi mai lungi.
Aceste beneficii contează cel mai mult în motoarele de mare viteză, cutiile de viteze, pompele și rolele care funcționează în instalații cu praf. Ele contează, de asemenea, în aplicațiile în care suprafața arborelui nu poate fi întărită sau în care o etanșare cu buze ar marca arborele.
Detalii de design care determină performanța
Un labirint fără contact este la fel de bun ca dimensiunile sale. Jocul radial este cel mai critic. Prea strâns, iar rotorul poate atinge statorul în timpul creșterii termice sau vibrațiilor. Prea slăbit, iar sigiliul își pierde eficacitatea. Pentru rulmenții mici și medii, un joc radial de 0,1 mm până la 0,3 mm este obișnuit. Rulmenții mai mari pot folosi 0,3 mm până la 0,5 mm. Jocul axial ar trebui să permită dilatarea termică fără a închide golul.
Numărul de caneluri contează și el. O singură canelură ajută, dar trei până la cinci etape sunt tipice pentru mediile solicitante. Mai multe etape înseamnă o cale mai întortocheată, dar necesită și mai mult spațiu axial. Forma canelurii poate fi pătrată, triunghiulară sau rotunjită. Canelurile pătrate sunt mai ușor de prelucrat și funcționează bine în majoritatea cazurilor.
Alegerea materialului depinde de mediu. Aluminiul este ușor și ușor de prelucrat, dar se poate coroda în condiții umede sau chimice. Alama și oțelul inoxidabil rezistă mai bine la coroziune. Unele modele folosesc inserții din polimer sau PTFE pentru a reduce șansa de deteriorare a arborelui dacă are loc contactul.
Tabelul 1: Comparația metodelor comune de etanșare a rulmenților pentru echipamente rotative. | Caracteristică | Labirint fără contact | Contact Lip Seal | Scut metalic (ZZ) |
| Frecare | Foarte scăzut | Moderat spre ridicat | Scăzut |
| Viteza maxima | Foarte sus | Limitat de viteza buzelor | Înalt |
| Excluderea prafului | Bun pentru praful uscat | Foarte bine | Corect |
| Rezistenta la apa | Sărac până la corect | Bun | Sărac |
| Uzură pe arbore | Niciuna | Poate purta o canelură | Niciuna |
| Costul tipic | Înalter | Scăzut | Scăzut |
Unde se potrivesc garniturile labirint fără contact și unde nu
Utilizați un labirint atunci când mediul este praf, viteza este mare și expunerea la lichid este minimă sau poate fi scursă. Exemplele tipice includ motoare electrice, cutii de viteze, scripete transportoare, ventilatoare, suflante și role de șenile în automatizarea industrială. De asemenea, funcționează bine la fabricile de oțel și la mașinile de hârtie, unde căldura și viteza fac ca etanșările de contact să nu fie practice.
Evitați un labirint când rulmentul este scufundat, expus la spălare cu apă la presiune ridicată sau rulează la viteză foarte mică, unde etanșarea de contact este simplă și eficientă. De asemenea, evitați-l dacă spațiul disponibil este prea mic pentru un număr adecvat de caneluri. În aceste cazuri, o etanșare cu buze sau o etanșare combinată poate fi alegerea mai bună.
Selectarea rulmenților pentru etanșarea labirintului
Mulți rulmenți standard pot fi utilizați cu un labirint fără contact, dar carcasa și arborele trebuie proiectate pentru aceasta. Rulmenții cu bile adânci sunt o alegere obișnuită, deoarece suportă sarcini radiale și axiale moderate și sunt disponibili în dimensiuni care se potrivesc cu carcase labirint. Pentru sarcini axiale mai mari sau sarcini combinate, rulmenții cu bile cu contact unghiular cu două rânduri oferă un unghi de contact mai larg și o rigiditate mai bună. Rolele de șenile și rolele de ghidare liniare folosesc adesea garnituri labirint, deoarece rulează în sisteme murdare de mișcare liniară de mare viteză.
Rulmenți adânci cu bile pentru modele de etanșare labirint Explorați această categorie de rulmenți atunci când selectați rulmenți standard pentru etanșări labirint fără contact, cu opțiuni din seria 42 și 43 pentru sarcini radiale și axiale moderate. Vizualizare produs → Când specificați un rulment, decideți dacă labirintul va fi integrat în rulment sau în carcasă. Garniturile integrate economisesc spațiu, dar sunt înlocuite cu rulmentul. Garniturile carcasei pot fi întreținute separat și pot fi mai economice pentru echipamentele mari. În ambele cazuri, alezajul rulmentului și toleranțele diametrului exterior trebuie să se potrivească cu suportul de etanșare. O curgere mai mare de 0,05 mm poate cauza un joc neuniform și poate reduce durata de viață a etanșării.
Rulmenți cu bile cu contact unghiular cu două rânduri seria 32, 33 Această serie 32/33 suportă sarcini radiale și axiale mari, cu rigiditate ridicată, potrivite pentru axele mașinilor-unelte, componentele auto și instrumentele de precizie. Vizualizare produs → Pentru rolele de șenile și mișcarea liniară, designul de etanșare include adesea un labirint metalic care protejează elementele de rulare de așchii și praf. Aceste role sunt utilizate în mașini-unelte, sisteme automate de depozitare și linii de ambalare. Un labirint fără contact îi ajută să mențină o mișcare lină, fără frecarea unei etanșări buzelor.
Role de șenile LFR Gothic Arch Groove Aceste role de șenile LFR utilizează o canelură de arc gotic pentru dispersia tensiunii, rulare stabilă la viteză mare sau cu sarcini grele și mișcare liniară lină în sistemele de automatizare. Vizualizare produs → Dacă aveți nevoie de îndrumări specifice aplicației, articolul despre alegerea corectă a rulmentului cu role acoperă încărcătura, viteza și compromisurile de etanșare mai detaliat.
Practici de instalare și întreținere
Chiar și un labirint bine proiectat poate eșua dacă este instalat prost. Urmați acești pași:
- Curățați arborele, carcasa și componentele de etanșare înainte de asamblare. Un singur grăunte de nisip poate ține sigiliul deschis.
- Verificați jocurile radiale și axiale cu un calibre sau un comparator. Înregistrați valorile pentru referințe viitoare.
- Aplicați o peliculă ușoară de unsoare compatibilă pe canelurile labirintului pentru a ajuta la captarea prafului în primele ore de funcționare.
- Asigurați-vă că orificiile de scurgere sunt deschise și sunt orientate în jos. Lichidul prins poate inunda sigiliul.
- După primele 100 de ore, inspectați garnitura pentru uzură sau urme de frecare. Ajustați alinierea dacă este necesar.
În timpul întreținerii de rutină, nu pulverizați apă sub presiune direct în labirint. Utilizați o perie moale sau aer cu presiune scăzută pentru a îndepărta praful. Dacă etanșarea este integrată în rulment, înlocuiți-l când etanșarea este deteriorată.
Greșeli frecvente de evitat
- Setarea spațiului prea strâns pentru a îmbunătăți etanșarea. Acest lucru cauzează frecări, căldură și defecțiuni premature.
- Ignorarea creșterii termice. Un arbore care crește cu 0,2 mm la temperatura de funcționare poate închide un spațiu liber.
- Utilizarea unui labirint într-o aplicație inundată. Se va scurge.
- Amestecarea tipurilor de grăsimi. Unele unsori separă și blochează traseul labirintului cu ulei sau agent de îngroșare.
- Uitând o scurgere. Fără drenaj, apa și uleiul pot umple canelurile și pot transporta contaminanții spre interior.
Fiecare dintre aceste probleme este ușor de prevenit cu o simplă revizuire a designului și câteva măsurători în timpul asamblarii.
O etanșare labirint fără contact este o modalitate practică de a proteja rulmenții în aplicații cu viteză mare, praf sau temperaturi ridicate. Nu va înlocui o etanșare de contact în condiții umede sau scufundate, dar acolo unde se potrivește, reduce frecarea, evită uzura arborelui și prelungește durata de viață a rulmentului. Cheia este să tratați spațiul liber, numărul de caneluri, materialul și drenajul ca un sistem, mai degrabă decât detalii izolate. Când acele elemente se potrivesc cu aplicația, sigiliul își face treaba în liniște și pentru o lungă perioadă de timp.
