Jak wybrać uszczelkę olejową wału obrotowego: Kiedy wybrać uszczelkę olejową TC, a kiedy uszczelkę olejową szkieletową ze stali nierdzewnej

Uszczelnienia olejowe wałów obrotowych należą do najczęściej stosowanych elementów uszczelniających wałów obrotowych. Są powszechnie stosowane w skrzyniach biegów, silnikach, urządzeniach hydraulicznych, pompach, maszynach budowlanych, systemach samochodowych i przemysłowych urządzeniach przekładniowych. Wybierając uszczelnienie olejowe, inżynierowie często koncentrują się na wymiarach i mieszance gumowej, ignorując wpływ materiału obudowy metalowej na ogólną niezawodność uszczelnienia.

Do popularnych opcji należą standardowe uszczelnienia olejowe w obudowie ze stali węglowej oraz uszczelnienia olejowe w obudowie ze stali nierdzewnej. Uszczelnienie olejowe TC jest jedną z najpopularniejszych standardowych konstrukcji uszczelnień olejowych, natomiast uszczelnienia olejowe szkieletowe ze stali nierdzewnej są zazwyczaj wybierane do zastosowań związanych z wilgocią, środowiskiem korozyjnym lub wyższymi wymaganiami dotyczącymi odporności na korozję.

Kiedy więc należy wybrać standardowy uszczelniacz olejowy TC, a kiedy lepszym wyborem będzie obudowa ze stali nierdzewnej?

1. Jaka jest różnica między uszczelnieniem olejowym TC a uszczelnieniem olejowym ze stali nierdzewnej?

Uszczelnienie olejowe TC zazwyczaj składa się z metalowej obudowy pokrytej gumą, jednej lub więcej warg uszczelniających oraz sprężyny zaciskowej zapewniającej promieniową siłę uszczelniającą. Ta konstrukcja jest dopracowana, powszechnie znormalizowana i stosunkowo ekonomiczna, co czyni ją jednym z najpopularniejszych rozwiązań uszczelnień wałów obrotowych w urządzeniach przemysłowych.

Uszczelnienie olejowe szkieletowe ze stali nierdzewnej ma podobną konstrukcję, ale jego wewnętrzna metalowa obudowa jest wykonana ze stali nierdzewnej, takiej jak stal nierdzewna 304 lub 316. Głównym celem jest poprawa odporności na korozję w środowiskach wilgotnych, zasolonych i korozyjnych.

Dlatego główną różnicą nie jest sama zasada uszczelniania, aleodporność na warunki środowiskowe zapewniana przez materiał obudowy.

Ważne jest, aby pamiętać, żeobudowa ze stali nierdzewnej nie oznacza, że ​​cała uszczelka olejowa jest odporna na korozjęUszczelka wargowa jest zazwyczaj wykonana z elastomeru i jest elementem bezpośrednio narażonym na działanie medium. Dlatego też mieszanka gumowa musi być dobrana odpowiednio do medium roboczego i temperatury. NBR, FKM, EPDM i inne elastomery charakteryzują się znacząco różną odpornością chemiczną.

2. Kiedy należy wybrać standardową uszczelkę olejową TC?

Dlanormalne, suche, niekorozyjne środowiska przemysłowe, standardowa uszczelka olejowa TC jest często wystarczająca.

Typowe zastosowania obejmują:

• Standardowe skrzynie biegów
• Silniki elektryczne
• Napędy przekładniowe przemysłowe
• Ogólne mechaniczne układy przeniesienia napędu
• Sprzęt hydrauliczny
• Maszyny rolnicze
• Maszyny budowlane ogólne
• Pompy standardowe

Jeśli urządzenie nie jest stale narażone na działanie wody, słonej mgiełki lub żrących środków chemicznych, standardowa uszczelka olejowa TC zapewnia zazwyczaj dobry kompromis między wydajnością i ceną.

Dotyczy to w szczególności urządzeń produkowanych seryjnie, w których wymiary uszczelnień olejowych są już ustalone, a środowisko pracy stabilne. Wymiana każdego uszczelnienia olejowego na obudowę ze stali nierdzewnej może przynieść niewielkie korzyści praktyczne, jeśli ryzyko korozji nie jest znaczące.

Prosta zasada selekcji jest taka:

Normalne środowisko + ekonomiczne zastosowanie + brak znacznego ryzyka korozji → zazwyczaj odpowiednie jest standardowe uszczelnienie olejowe TC.

3. Kiedy należy wybrać uszczelkę olejową szkieletową ze stali nierdzewnej?

Gdy uszczelka olejowa jest narażona na znaczną ilośćwoda, wilgoć, rozpylona sól, płyny czyszczące lub media żrące, zalety obudowy ze stali nierdzewnej stają się coraz ważniejsze.

3.1 Ciągła ekspozycja na wodę lub wysoką wilgotność

Tradycyjna obudowa ze stali węglowej może ulec korozji, jeśli przez dłuższy czas będzie wystawiona na działanie wilgoci.

Typowe zastosowania obejmują:

• Pompy wodne
• Sprzęt do uzdatniania wody
• Sprzęt czyszczący
• Maszyny do przetwarzania żywności
• Maszyny do użytku na zewnątrz
• Sprzęt pracujący w wilgotnych warsztatach

Silna korozja obudowy metalowej może mieć wpływ na integralność konstrukcji, stabilność montażu oraz dopasowanie uszczelki olejowej do obudowy.

W przypadku długotrwałego narażenia na wilgoć ryzyko to można ograniczyć, stosując obudowę ze stali nierdzewnej.

3.2 Środowiska morskie i zasolone

Sprzęt morski, urządzenia portowe i systemy offshore są powszechnie narażone na działanie słonej mgiełki i wysokiej wilgotności.

Środowiska zawierające chlorki mogą powodować silną korozję stali węglowej, dlatego odporność na korozję staje się ważnym czynnikiem w przypadku uszczelnień olejowych.

Typowe zastosowania obejmują:

• Morskie systemy przekładniowe
• Sprzęt offshore
• Maszyny portowe
• Pompy do wody morskiej
• Sprzęt do energetyki wiatrowej na morzu
• Maszyny do prac na zewnątrz przybrzeżnych

W takich zastosowaniach często bierze się pod uwagę obudowy ze stali nierdzewnej, aby zwiększyć odporność na warunki środowiskowe.

3.3 Środowiska chemiczne

Jeżeli obszar wokół uszczelki olejowej jest narażony na wycieki substancji chemicznych, opary, rozpryski lub środki czyszczące, podczas doboru materiału należy wziąć pod uwagę odporność obudowy na korozję.

Jednakże jeden punkt jest szczególnie istotny:

Wybór obudowy ze stali nierdzewnej nie oznacza automatycznie, że uszczelka olejowa będzie kompatybilna ze wszystkimi substancjami chemicznymi.

Cały system uszczelnień należy oceniać na podstawie:

Materiał obudowy + materiał elastomeru + materiał sprężyny + temperatura robocza + stężenie substancji chemicznej.

Na przykład stal nierdzewna 304 i 316 nie mają identycznej odporności na korozję w każdym środowisku chemicznym. Dlatego przy wyborze materiału obudowy należy wziąć pod uwagę specyfikę medium.

4. Dlaczego w przypadku urządzeń do produkcji żywności i leków często bierze się pod uwagę obudowy ze stali nierdzewnej?

Urządzenia do produkcji żywności, napojów i produktów farmaceutycznych mogą wymagać częstego czyszczenia i być narażone na działanie gorącej wody, środków czyszczących i wilgotnego środowiska.

W tego typu zastosowaniach uszczelka olejowa może musieć spełniać następujące wymagania:

• Wodoodporność
• Kompatybilność ze środkami czyszczącymi
• Odporność na korozję
• Higiena
• Odporność na temperaturę
• Zgodność materiałów

Z tego powodu w tego typu urządzeniach korzystne może okazać się zastosowanie uszczelnień olejowych w obudowie ze stali nierdzewnej.

Jednakże,Sama stal nierdzewna nie sprawia, że ​​uszczelka olejowa jest „dopuszczona do kontaktu z żywnością”.W przypadku zastosowań w przemyśle spożywczym lub farmaceutycznym ocenie muszą podlegać elastomer, środek smarny, elementy metalowe, proces produkcyjny oraz stosowne wymogi prawne lub certyfikacyjne.

5. Nie wybieraj materiału obudowy bez uwzględnienia mieszanki gumowej

Jest to jeden z najczęściej pomijanych punktów przy wyborze uszczelki olejowej.

Przykładowo, nawet jeśli uszczelka olejowa ma obudowę ze stali nierdzewnej, warga uszczelniająca NBR, która nie jest kompatybilna z medium roboczym, może mimo to puchnąć, twardnieć, zmięknąć lub stracić elastyczność.

Dokonując kompletnego wyboru uszczelki olejowej wału obrotowego należy zatem wziąć pod uwagę:

Medium robocze → temperatura → prędkość obrotowa → ciśnienie → wymiary wału/obudowy → elastomer → materiał obudowy → konstrukcja krawędzi → materiał sprężyny → obróbka powierzchni.

Do popularnych opcji elastomerów należą:

Dlatego,obudowa ze stali nierdzewnej zapewnia odporność konstrukcji metalowej na korozję; nie zastępuje jednak wyboru elastomerów.

6. Uszczelka olejowa TC nie jest automatycznie uszczelką olejową o niskiej wydajności

Częstym błędnym przekonaniem jest to, że uszczelka olejowa ze stali nierdzewnej musi mieć lepszą ogólną wydajność niż uszczelka olejowa TC, po prostu dlatego, że została wykonana ze stali nierdzewnej.

W rzeczywistości oba projekty spełniają różne wymagania inżynieryjne.

Jeśli maszyna pracuje w suchym, normalnym środowisku przemysłowym, a standardowa obudowa metalowa spełnia już wymagania, przejście na stal nierdzewną nie poprawi automatycznie odporności uszczelnienia olejowego na zużycie, odporności na temperaturę lub kompatybilności chemicznej.

Na żywotność uszczelki olejowej wpływa wiele czynników, m.in.:

Mieszanka elastomerowa, geometria krawędzi, stan powierzchni wału, smarowanie, prędkość obrotowa, temperatura, ciśnienie i jakość montażu.

Podstawową zaletą koperty ze stali nierdzewnej jest jej ulepszonaodporność na korozję i trwałość w warunkach środowiskowychkiedy te właściwości są rzeczywiście wymagane.

Dlatego też dobór rozwiązań technicznych powinien koncentrować się na rzeczywistych warunkach eksploatacji, a nie tylko na wyborze droższego materiału.

7. Jak szybko podjąć decyzję, którego typu użyć?

Praktyczne podejście do selekcji wygląda następująco:

Normalne środowisko przemysłowe:
Standardowa uszczelka olejowa TC jest zazwyczaj wystarczająca.

Długotrwałe narażenie na działanie wody lub wilgoci:
Rozważ zastosowanie obudowy ze stali nierdzewnej, zwłaszcza jeśli odporność na korozję ma znaczenie.

Środowisko wody morskiej lub mgły solnej:
Weź pod uwagę przypadek odporny na korozję i oceń także materiały elastomerowe i sprężynowe.

Środowisko chemiczne:
Nie oceniaj wyłącznie obudowy. Sprawdź kompatybilność elastomeru, obudowy i sprężyny z rzeczywistym medium chemicznym.

Sprzęt spożywczy, farmaceutyczny i czyszczący:
Należy zwrócić uwagę na materiały ze stali nierdzewnej, dobór elastomerów, wymagania higieniczne i obowiązujące przepisy.

Standardowe przekładnie, silniki i napędy mechaniczne:
Jeżeli nie występuje znaczne ryzyko korozji, standardowa uszczelka olejowa TC jest często bardziej ekonomicznym rozwiązaniem.

8. Klucz do wyboru uszczelki olejowej wału obrotowego

Nie ma absolutnie „lepszego” wyboru pomiędzy uszczelnieniem olejowym TC a uszczelnieniem olejowym szkieletowym ze stali nierdzewnej.

Główne zaletyUszczelka olejowa TCto dojrzała konstrukcja, szeroka dostępność, standardowe wymiary i opłacalność. Główną zaletąuszczelka olejowa ze stali nierdzewnejjest poprawioną odpornością na korozję i wilgoć w środowisku.

Właściwym podejściem jest dobór uszczelki olejowej do rzeczywistych warunków pracy, a nie traktowanie stali nierdzewnej jako udoskonalonej wersji standardowej uszczelki olejowej.

Aby uzyskać kompletne rozwiązanie w zakresie uszczelnienia, inżynierowie powinni wziąć pod uwagę następujące kwestie:

Konstrukcja uszczelnienia olejowego + elastomer + materiał obudowy + materiał sprężyny + wymiary + konfiguracja krawędzi + warunki pracy.

Tylko wtedy, gdy parametry te zostaną prawidłowo dobrane, uszczelka olejowa wału obrotowego może zapewnić stabilną wydajność uszczelnienia i odpowiednią żywotność.