V oblasti průmyslového těsnění rotačních hřídelí…dvoubřité olejové těsnění (s hlavním těsnicím břitem poháněným pružinou, sekundárním prachovým břitem a pouzdrem z nerezové oceli)je klasické, spolehlivé a široce používané řešení těsnění. Jeho konstrukce důmyslně integruje několik klíčových prvků pro řešení problémů s těsněním ve složitých provozních podmínkách. Tento článek poskytuje hloubkovou analýzu jeho strukturálních výhod, funkcí klíčových součástí, výběru materiálu a typických aplikací.
I. Strukturální výhody a funkce klíčových komponent
- Nerezové pouzdro: Pevný základ
- Funkce:Funguje jako „páteř“ a poskytujepevná nosná konstrukceaby byla zajištěna celková rozměrová stabilita a odolnost vůči deformaci během instalace a používání.
- Výhody:
- Vysoká pevnost a tuhost:Odolává montážním silám, excentricitě hřídele a tlaku v systému, čímž zabraňuje deformaci těsnění.
- Rozměrová stabilita:Zajišťuje těsné a stabilní uložení (přesahové uložení) mezi vnějším průměrem těsnění a otvorem pouzdra a poskytuje tak spolehlivé uložení.statické těsnění.
- Zvýšená odolnost a dlouhá životnost:Chrání elastomerové těleso před mechanickým poškozením a prodlužuje životnost těsnění. Ve srovnání s litinovým nebo plastovým pouzdrem,nerezová ocel (obvykle 304, 316L) nabízí vynikající odolnost proti korozi, díky čemuž je vhodný pro vlhké nebo mírně korozivní prostředí.
- Hlavní těsnicí břit (s pružinovou podvazkovou pružinou): Srdce těsnění
- Funkce:Nachází se na vnitřní straně těsnění a je v přímém kontaktu s rotujícím hřídelem, primárnězabránění úniku vnitřních médií ven(mazací olej/tuk).
- Struktura:Vyrobeno z elastomerového materiálu sobvodová podvazková pružina(obvykle stočený otevřený kroužek z nerezové oceli) umístěný v drážce na jeho zadní straně (strana vzduchu).
- Kritická funkce pružiny:
- Poskytuje nepřetržitou radiální sílu:Jaronepřetržitě aplikuje radiální napětík hlavnímu břitu a udržuje konstantní radiální kontaktní tlak („upínací síla“) na hřídel.
- Dynamicky kompenzuje opotřebení a uvolnění:Toto jerozhodující hodnotapružiny. Během provozu se hlavní elastomer břitu opotřebovává v důsledku tření a dochází k uvolnění napětí (ztrátě elasticity) vlivem tepla/tlaku. Síla pružinyautomaticky kompenzuje tuto ztrátu materiálu a sníženou elasticitu, udržuje těsný kontakt mezi břitem a hřídelí a zabraňuje předčasnému úniku.
- Přizpůsobí se házivosti/excentricitě hřídele:Pružina umožňuje hlavnímu břitupřizpůsobí se drobným pohybům hřídele(excentricita, házivost) a zachování účinného těsnění.
- Zajišťuje nízkotlaké utěsnění:Když je tlak v systému nízký nebo nulový (např. při spuštění, vypnutí), radiální síla pružiny se stáváprimární mechanismuszabránění prosakování médií.
- Cíl designu:Dosáhnoutspolehlivé a dlouhotrvající dynamické utěsnění médií, zvládání vnitřního tlaku média (obvykle nízkého, spoléhajícího se hlavně na pružinu + kontaktní tlak) a zvládání tepla způsobeného třením.
- Sekundární prachový okraj: Bariéra proti vnější invazi
- Funkce:Je umístěn na vnější straně hlavního těsnicího břitu (směřujícího do vnějšího prostředí) azabraňuje vnikání vnějších nečistot(prach, nečistoty, vlhkost, štěrk).
- Struktura:Vyrobeno ze stejného (nebo někdy odlišného) elastomerového materiálu jako hlavní břit,obvykle bez pružiny.
- Princip fungování:
- První kontakt a shromažďování informací:Udržuje mírný kontaktní tlak předpětí (nižší než hlavní břit, spoléhá se hlavně na pružnost elastomeru).
- Fyzická bariéra:Vytvoří „okap“ (drážku mezi dvěma břity pro zamezení vnikání nečistot), kteráseškrábává a chytáNečistoty se pohybují po povrchu hřídele. Nečistoty jsou zadržovány v drážce nebo vypuzovány.
- Chrání hlavní ret: To je konečný účel.Chráněním primárního těsnicího břitu před abrazivními vnějšími nečistotami…výrazně snižuje opotřebení a poškození, čímž efektivně prodlužuje životnost hlavního břitu a celého těsnění.
Celkové výhody dvojitého břitu:
- Dvojí ochrana:Hlavní břit zadržuje olej/vnitřní kapalinu, prachový břit zabraňuje kontaminaci – zajišťuje…Obrana „zevnitř ven a zvenku dovnitř“.
- Synergické vylepšení:Protiprachový okraj chrání hlavní břit a prodlužuje jeho životnost; pouzdro zajišťuje stabilitu; pružina zajišťuje konzistentní výkon břitu.Synergie zlepšuje celkovou spolehlivost těsnění a životnost.
- Široká použitelnost:Klasická struktura vhodná pro různé scénáře, zejménaprostředí s rizikem vnější kontaminace.
- Osvědčená spolehlivost:Dlouholeté průmyslové řešení se stabilním a předvídatelným výkonem.
II. Výběr materiálu jádra a porovnání výkonu
Výkon těsnění je vysoce závislý na materiálu. Výběr materiálu se liší podle komponentu (břity, pouzdro). Pouzdro je vyrobeno z nerezové oceli (304/316L). Výběr materiálu břitu závisí na provozních podmínkách:
| Materiál rtů | Klíčové výkonnostní charakteristiky | Typické oblasti použití |
|---|---|---|
| Nitrilový kaučuk (NBR) | Vynikající odolnost vůči minerálním olejům, mazivům, benzínuDobrá odolnost proti oděru; Nízká cena;Omezený teplotní rozsah (-30~100 °C)Střední odolnost vůči ozonu/povětrnostním vlivům | Ložiska kol, převodovky pro automobilový/zemědělský průmysl; Všeobecná průmyslová zařízení; Čerpadla (mírné prostředí) |
| Fluoroelastomer (FKM) | Vynikající odolnost vůči vysokým teplotám (≈-20~250 °C);Výjimečná odolnost vůči palivům/olejům/chemikáliím/rozpouštědlůmVynikající odolnost vůči ozonu/povětrnostním vlivům; Nízká deformace v tlaku (některé druhy) | Těsnění klikového hřídele/předního/zadního těsnění automobilových motorů, turbodmychadla;Chemická čerpadla, ložiska ventilátorů odolná vysokým teplotámVysokoteplotní zařízení |
| Akrylátový kaučuk (ACM) | Dobrá odolnost vůči horkým olejům/převodovým olejům/ATF (≈-25~175 °C); Vynikající odolnost vůči ozonu;Slabá odolnost vůči nízkým teplotám/vodě/esterovým rozpouštědlům | Automobilový hnací ústrojí (hřídele převodovky, poloosy); Pohon stavebních strojů; Diferenciály |
| Hydrogenovaný nitril (HNBR) | Vynikající odolnost proti oděru/pevnost/odolnost vůči horkému oleji v porovnání s NBR (-40~150 °C)Odolnost proti olejům podobná NBR; Vynikající odolnost proti ozonu/povětrnostním vlivům; Vyšší cena než NBR | Vysokorychlostní, vysoce výkonné převodovky, kompresory automobilových klimatizacíNáročné aplikace vyžadující upgrade z NBR |
| Silikonová pryž (VMQ) | Extrémně široký teplotní rozsah (-60~225 °C);Vysoká elasticitaNízká deformace v tlaku; Vynikající izolace/odolnost proti povětrnostním vlivům;Slabá odolnost vůči olejům/rozpouštědlůmNízká pevnost | Ložiska pro potravinářská/farmaceutická zařízení, vysokorychlostní/nízkozátěžová těsnění, vysokoteplotní ventilátory/motory, Kryogenní zařízení |
- Úvahy o výběru:Upřednostnitkompatibilita primárních médií(olej, tuk, palivo, chemikálie),rozsah provozních teplotapožadavky na odolnost proti opotřebeníDůležité jsou také náklady a faktory prostředí (např. potravinářská kvalita). Materiál prachového břitu je obvykle stejný jako materiál hlavního břitu, nebo se někdy jedná o odolnější/cenovo výhodnější variantu.
III. Typické oblasti použití
Díky účinnému dvojitému bariérovému provedení „těsnění + vyloučení“, spolehlivému pružinovému napájení a pevné podpoře skříně je dvojité břitové olejové těsnění široce používáno v náročných prostředích náchylných k prachu, blátu, stříkající vodě a kontaminaci štěrkem:
- Automobilový průmysl a doprava:
- Těsnění ložisek náboje kola(klasická aplikace pro ochranu proti prachu/vodě).
- Motor:Hlavní těsnění klikové hřídele (přední/zadní) (vyžaduje odolnost vůči vysokým teplotám/olejům), těsnění vačkového hřídele.
- Převodovka/Hnací ústrojí:Těsnění vstupních/výstupních hřídelí, těsnění hřídelí náprav.
- Řídicí systémy, hnací nápravy/diferenciály.
- Stavební a zemědělské stroje:
- Koncové převody, ložiska otoče, hřídele hydraulických motorůna bagrech, nakladačích, buldozerech (vystavených nečistotám, blátu, vodě).
- Ložiska podvozku, hřídele hnacího ústrojína traktorech, sklízecích strojích (prostředí s vysokou prašností/blátem).
- Průmyslové vybavení:
- Ložiskové skříně průmyslových ventilátorů/dmychadel(zejména v prašném prostředí).
- Těsnění hřídele čerpadla(vystaveno vlhkosti).
- Převodovka/redukcetěsnění vstupní/výstupní hřídele.
- Ložiska těžebních strojů(extrémní prach, náraz).
- Papírna, zařízení pro ocelárny(teplo, vlhkost, prach).
- Ostatní:
- Malé prodloužení hřídele elektromotoru.
- Obecné komponenty převodovkyvyžadující ochranu ložisek před kontaminací.
Závěr
Dvoubřité olejové těsnění (pružinou ovládaný hlavní břit + prachový břit + pouzdro z nerezové oceli) dosahuje dvojího cíle, a to zadržování vnitřních médií a ochranu proti vnějšímu prostředí, a to prostřednictvím dobře definovaných strukturálních rolí: pouzdro stabilizuje tvar, pružina pohání dynamickou kompenzaci hlavního břitu a prachový břit tvoří vylučovací bariéru. Pochopení konstrukčního záměru a funkčních hranic každé součásti – zejména kontinuální kompenzace opotřebení/uvolnění pružinou a klíčové role prachového břitu při ochraně hlavního břitu před abrazivním opotřebením – spolu se správným výběrem materiálu břitu (NBR, FKM, ACM, HNBR, VMQ) na základě skutečných podmínek (médium, teplota, úroveň kontaminace) je zásadní pro zajištění spolehlivého dlouhodobého výkonu v různých aplikacích rotačního těsnění. Tato vyspělá a účinná konstrukce zůstává zásadním řešením těsnění pro ochranu provozu zařízení v náročných prostředích.
Čas zveřejnění: 26. července 2025