În domeniul etanșărilor industriale, atunci când condițiile de funcționare devin extrem de dure - implicând sarcini mari, viteze reduse, sarcini de impact și contaminanți abrazivi abundenți - multe etanșări convenționale dau greș. Etanșarea plutitoare apare ca o soluție de etanșare rigidă extrem de eficientă a fețelor terminale, demonstrându-și valoarea de neînlocuit. Nu este o tehnologie nouă, dar datorită fiabilității și durabilității sale excepționale, rămâne alegerea supremă pentru etanșarea pieselor critice din echipamentele grele. Acest articol introduce sistematic compoziția, principiul, caracteristicile și aplicațiile etanșărilor plutitoare.
1. Definiția și funcțiile principale ale etanșărilor plutitoare
O etanșare plutitoare, cunoscută și sub denumirea de „etanșare cu inel plutitor” sau „etanșare mecanică frontală”, prezintă un design unic, distinct de etanșările mecanice convenționale. Aceasta constă dintr-o pereche de inele metalice strâns îmbinate (de obicei din fontă din aliaj de crom) ale căror fețe frontale formează o bandă de etanșare fiabilă sub forța axială.
Funcțiile sale principale sunt extrem de specializate:
- Prevenirea scurgerilor extreme:Etanșează eficient uleiul sau unsoarea pentru angrenaje din interiorul componentelor precum transmisiile și punțile motoare, în medii pline de abrazivi (de exemplu, nisip, praf de minereu).
- Excludere superioară a contaminării:Blochează robust pătrunderea contaminanților externi precum praful și noroiul, protejând componentele principale ale transmisiei, cum ar fi rulmenții și angrenajele.
Scopul său inițial a fost de a face față condițiilor extreme pe care garniturile cu buze, precum garniturile de ulei cu schelet, nu le pot suporta.
2. Structura tipică și funcțiile componentelor etanșărilor plutitoare
Un ansamblu complet de etanșare plutitoare cuprinde patru componente esențiale, fiecare indispensabilă:
- Inel de etanșare (inel plutitor):
- Material și proces:De obicei, fabricate din fontă din aliaj cu conținut ridicat de crom, rectificate cu precizie pentru a obține o duritate extrem de mare (HRC 60-66) și o rugozitate foarte scăzută a suprafeței pe fețele frontale.
- Funcţie:Aceasta este componenta principală care realizează etanșarea. Fețele frontale rectificate cu precizie ale celor două inele se îmbină sub presiune, formând interfața principală de etanșare. Duritatea și netezimea lor ridicate asigură o uzură minimă și o durată lungă de viață.
- Inel O (etanșare elastomer):
- Material:De obicei, fabricate din cauciuc nitrilic (NBR) rezistent la ulei și îmbătrânire sau din alte cauciucuri sintetice.
- Funcţie:Oferă două acțiuni cheie:
- Etanșare secundară:Creează o etanșare statică între inelul flotorului și carcasă.
- Furnizarea de forță elastică:Prin propria compresie, furnizează o forță axială continuă de închidere fețelor frontale ale celor două inele flotoare, asigurând că suprafețele de etanșare rămân în contact.
- Carcasă metalică (suport etanșare):
- Funcţie:Folosit pentru a localiza și susține inelul plutitor și inelul O și, de obicei, fixat pe carcasa echipamentului (de exemplu, manșon sau capac de capăt) printr-o îmbinare cu presiune sau șuruburi.
Ansamblu de lucru:Un ansamblu de etanșare plutitoare este alcătuit dindouăseturi identice ale acestor componente. Fiecare set este instalat pe partea rotativă și respectiv pe partea staționară (sau pe două părți opuse) ale echipamentului. La asamblare, fețele frontale ale celor două inele flotoare sunt presate strâns împreună de forța inelelor O.
4. Principiul de funcționare al etanșărilor plutitoare
Principiul de funcționare al garniturii plutitoare este ingenios și fiabil:
- Etanșare statică:Când echipamentul este staționar, forța axială a inelelor O menține fețele frontale ale celor două inele flotoare în contact strâns, realizând o etanșare statică. Simultan, inelele O asigură etanșare statică față de carcasă.
- Etanșare dinamică:În timpul funcționării, un inel flotant se rotește odată cu arborele, în timp ce celălalt rămâne staționar. Există o mișcare de rotație relativă între fețele frontale ale celor două inele.
- Lubrifiere interfață de etanșare:Lubrifiantul etanșat se infiltrează între fețele de capăt ale celor două inele de plutire, formând o peliculă de ulei extrem de subțire. Această peliculă lubrifiază interfața de etanșare, reducând uzura și generarea de căldură, în timp ce tensiunea sa superficială previne scurgerile.
- Caracteristica „plutitoare”:Inelul O nu numai că asigură presiune, dar permite și inelului flotant o ușoară mișcare axială („flotantă”) și radială în interiorul carcasei. Această caracteristică compensează flotarea axială a arborelui, nealinierea și vibrațiile sub sarcini mari, prevenind defectarea etanșării din cauza erorilor de aliniere.
Astfel, succesul etanșării plutitoare constă în combinația perfectă dintre„etanșare rigidă a fețelor terminale”şi„compensație flotantă elastică”.
5. Principalele scenarii de aplicare ale etanșărilor plutitoare
Garniturile plutitoare sunt concepute pentru cele mai severe medii, iar aplicațiile lor sunt foarte concentrate:
- Utilaje de construcții:Pinioane în șasiuri, pinioane de transmisie finală, role de ghidare și role pentru excavatoare și încărcătoare.
- Utilaje miniere:Arborii cilindrici ai combinelor de tăiat drumuri, ai foarfecelor de tăiat și ai arborilor frontali/posteriori ai transportoarelor cu fețe blindate.
- Mașini agricole:Butucuri motrice ale tractoarelor și combinelor de recoltat mari.
- Echipamente de forare a tunelurilor:Garnituri de acționare principale pentru capetele de tăiere ale mașinilor de forat tuneluri (TBM).
Pe scurt, etanșările plutitoare sunt adesea soluția preferată pentru piesele rotative care implicăviteză redusă, sarcini mari, încărcări șoc semnificative și contaminare abrazivă severă.
6. Avantaje, dezavantaje și puncte de selecție
Avantaje:
- Rezistență excelentă la uzură:Deosebit de potrivit pentru funcționarea în medii care conțin abrazivi.
- Fiabilitate ridicată:Construcție robustă, rezistentă la șocuri și vibrații.
- Durată lungă de viață:Durată de viață semnificativ mai lungă decât etanșările convenționale în condiții normale de funcționare.
- Conformitate bună (capacitate de plutire):Caracteristica „flotantă” poate adapta anumite deformări ale arborelui.
Dezavantaje:
- Cost mai mare:Procesul complex de fabricație are ca rezultat un cost unitar mai mare decât garniturile de etanșare cu schelet.
- Dimensiune mare:Necesită mai mult spațiu de instalare.
- Cerințe critice de instalare:Instalarea necorespunzătoare poate deteriora cu ușurință suprafețele de etanșare precise.
Puncte cheie pentru selecție și instalare:
- Potrivirea condițiilor:Asigurați-vă că presiunea de funcționare, viteza de suprafață și tipul de contaminant se încadrează în capacitățile etanșării plutitoare.
- Precizie dimensională:Asigurați-vă că dimensiunile și toleranțele geometrice ale carcaselor, arborilor și componentelor aferente îndeplinesc cerințele.
- Curăţenie:Orice particule minuscule prinse între suprafețele de etanșare în timpul instalării vor provoca daune permanente.
- Instalare profesională:Utilizarea obligatorie a uneltelor speciale; lovirea suprafețelor de etanșare ale inelelor plutitoare este strict interzisă.
Concluzie
Etanșarea flotantă este o tehnologie clasică de etanșare, născută pentru a face față provocărilor extreme. Cu etanșarea sa rigidă din metal pe fețele frontale și mecanismul unic de compensare flotantă, și-a asigurat o poziție solidă în domeniul echipamentelor industriale grele. Obiectiv vorbind, nu este o soluție universală, deoarece domeniul său de aplicare este foarte specific. Cu toate acestea, în condițiile de viteză redusă, sarcini grele și încărcate cu abraziv în care excelează, fiabilitatea și durabilitatea sa rămân dificil de egalat de multe alte forme de etanșare din prezent. Înțelegerea corectă a principiului său și respectarea cu strictețe a procedurilor de instalare și întreținere sunt esențiale pentru maximizarea performanței sale și asigurarea funcționării stabile a echipamentelor grele.
Data publicării: 10 noiembrie 2025