En 15 kW motor som går med 6 000 rpm bör inte förstöra läpptätningarna var åttonde månad. När den gör det, gör tätningen exakt vad den var designad för att göra, trycker en gummiläpp mot en roterande yta, och värmen från den friktionen är det som avslutar den. Att ersätta den läpptätningen med en beröringsfri tätning löser ofta problemet i ett enda steg, eftersom tätningen inte längre rör någonting. Beröringsfria tätningar ger upp ett litet föroreningsskydd i utbyte mot lägre friktion, lägre driftstemperatur, ett högre hastighetstak och längre fettlivslängd. För ren, snabb eller varm utrustning är det utbytet oftast det rätta.
Vad som räknas som ett icke-kontaktsigill
En beröringsfri tätning håller smörjmedel inne och föroreningar ute utan att gnida mellan de roterande och stationära delarna under normal drift. I lagerarbete kommer du att möta fyra vanliga versioner:
- Pressad stålsköld, visad som ZZ-suffix på ett lagerartikelnummer
- Labyrinttätning, bearbetad som en bana av svängar i en ring eller hus
- V-tätning eller gaptätning, sittande nära en axel utan att trycka på den
- Hybriddesign som kombinerar en labyrintbana med en ljusavvisare eller ett filtelement
Den pressade stålskölden är den enklaste och billigaste i gruppen, och den klarar grovt damm, fettretention och hög hastighet bra. En labyrint är det starkaste alternativet i gruppen när den har tillräckligt med invändiga varv och en dräneringsbana, men den kräver också det mest noggranna konstruktionsarbetet och den mest exakta bearbetningen.
Vad du vinner är mätbart. Friktionsmomentet förblir lågt och förblir stabilt under lagrets livslängd, värmeutvecklingen sjunker, begränsningshastigheten ökar och fettlivslängden förbättras eftersom basoljan inte kokas av tätningsfriktion. Det finns inte heller något slitspår i axeln eller hylsan, vilket spelar roll när axeln är dyr eller svår att byta ut.
Det du ger upp är lika tydligt. Gapet som tar bort friktion är också en väg. Fint damm, kylvätskedimma, spolvatten och nedsänkning kommer att leta sig igenom en vanlig beröringsfri tätning, så kraftig förorening, rengöringscykler för livsmedelsanläggningar och nedsänkt drift behöver normalt en kontaktförsegling, en sekundär barriär eller en rensning.
Jämföra tätningstyper på samma lager
Tabellen nedan placerar de vanliga alternativen på samma kriterier, så handeln mellan friktion och skydd är synlig snarare än antas.
Val av tätning är alltid en handel mellan friktion och föroreningsskydd, och inget enskilt alternativ vinner på båda sidor. | Tätningstyp | Kontakt med matchande yta | Friktion och värme | Föroreningsskydd | Typisk tjänst |
| Pressad stålsköld, ZZ | Inga | Mycket låg och stabil | Måttlig, grov damm- och fettretention | Ren, hög hastighet, brett temperaturområde |
| Labyrintsäl | Inga | Mycket låg | Måttlig till hög när avloppsspår används | Växellådor, stora maskiner, stänk och dimma |
| V-tätning, mellanrum eller lätt kontakt | Lite eller ingen | Låg | Bra mot lätt damm och stänk | Elmotorer, fläktar, högre hastighet |
| Nitrilläpptätning, 2RS | Kontinuerlig | Hög och stigande med fart | Hög, står emot vatten och fint damm | Låg speed, wet or dirty duty |
| PTFE läpptätning | Kontinuerlig | Måttlig till hög | Hög, plus kemikaliebeständighet | Kemikalie- och livsmedelsutrustning, varmkörning |
Hur en beröringsfri tätning faktiskt håller smuts borta
Skydd i en beröringsfri tätning kommer från vägen snarare än från en barriär. Att förstå tre faktorer förklarar de flesta verkliga resultat.
Labyrintgeometri och partikelmomentum
En labyrint tvingar luft och partiklar att ändra riktning flera gånger. Varje varv sänker trycket och fångar partiklar i ett spår, så föroreningen måste färdas längre och med mindre energi för att nå lagret. På en roterande ring kastar centrifugalkraften partiklar utåt innan de når det innersta gapet. En enkel rak spalt presterar mycket sämre än en bana med tre eller fyra riktningsändringar, varför två tätningar av samma nominella storlek kan bete sig helt olika under drift.
Clearance och termisk tillväxt
Clearance avgör om en beröringsfri tätning fungerar eller inte fungerar. Radiella spalter i området 0,1 till 0,3 mm per sida är typiska för små och medelstora lager, och de måste räknas om när huset är av aluminium och axeln är av stål, när drifttemperaturen skiljer sig från monteringstemperaturen med mer än cirka 60 grader Celsius, eller när axeln uppvisar märkbar avvikelse. En lucka som stängs vid drifttemperatur blir en gnidande tätning utan någon av fördelarna och allt slitage.
Orientering, avlopp och fettrening
De flesta icke-kontaktdesigner är riktade. Den roterande deflektorn ska vara vänd mot föroreningskällan så att partiklar kastas bort från lagret och det stationära spåret ska sitta på den rena sidan. Ett dräneringshål på husets lägsta punkt låter vatten och kondensat lämna istället för att samlas mot springan. En lätt fettspolning hjälper också, eftersom en liten mängd fett som tränger ut genom gapet bär partiklar med sig och tätar banan från insidan.
Där beröringsfria tätningar passar bäst
Dessa applikationer gör sällan besviken:
- Elmotorer och fläktar, där hastigheten är konstant och miljön ren eller lätt dammig
- Höghastighetsspindlar och verktygsmaskiner, där friktionsvärme begränsar noggrannheten
- Växellådor och pumphus med oljestänk, där en avloppsbana kan bearbetas
- Robotskarvar och linjära styrsystem, där lång fettlivslängd är viktigare än en tät barriär
- Industriell automation som körs på filtrerad luft i en kontrollerad verkstad
Dessa applikationer behöver vanligtvis något mer:
- Gjuteri, gruvdrift och ballasthantering, där slipdamm förekommer i stora mängder
- Matlinjer med daglig sköljning och frätande rengöringsmedel
- Nedsänkta pumpar och kontinuerligt blöta maskineri
- Mycket fint ledande damm, som grafit eller metallpulver, som kan överbrygga ett smalt gap
Små och medelstora spårkullager är arbetshästen i de flesta av de rena applikationerna ovan, från fläktmotorer till pumpdrifter, och tätningssuffixet är det som avgör hur de beter sig i var och en.
Små och medelstora djupa spårkullager Granska spårkullager för fläktmotorer, pumpdrifter och liknande ren utrustning där tätningssuffixet formar prestandan. Visa produkt → Urvalskriterier som avgör resultatet
Arbeta igenom dessa punkter i ordning, eftersom var och en begränsar alternativen för nästa:
- Hastighet. Jämför den erforderliga hastigheten med den begränsande hastigheten för den valda tätningsmetoden, inte bara för lagret
- Temperaturområde och temperaturskillnad, inklusive skillnaden mellan monterings- och driftsförhållanden
- Föroreningstyp och partikelstorlek, eftersom fint pulver beter sig mycket annorlunda än grovt grus eller vätskestänk
- Smörjmetod, eftersom fettspolningsbeteendet beror på fyllnadsmängd och basoljans viskositet
- Tillgängligt axiellt och radiellt utrymme för en labyrint med tillräckligt många varv
- Tillgång till underhåll, eftersom en tätning som inte kan inspekteras kommer att ersättas som en hel enhet
När hastighet och kombinerade radiella och axiella belastningar uppträder tillsammans, specificeras ofta dubbelradiga vinkelkontaktkullager i 52- och 53-serien med beröringsfria skärmar, eftersom friktionsvärme vid hastighet kostar mer än den extra tätheten köper.
52 och 53-serien dubbelradiga vinkelkontaktlager Överväg 52 och 53 serier med dubbelradiga vinkelkontaktlager för kombinerade radiella och axiella laster vid hastighet, där beröringsfria skärmar minskar friktionsvärme. Visa produkt → Installation och hantering som skyddar gapet
Spalten är liten till sin design, så monteringsvård är viktigare än med en läpptätning:
- Mät det faktiska gapet efter montering, inte bara på ritningen, och kontrollera det igen på en varm enhet efter första körningen
- Håll tätningsspåret fritt från överflödigt fett innan du stänger höljet, eftersom en blockerad bana förvandlas till en gnidning
- Tryck på ringen som monteras och aldrig genom skölden eller labyrintringen
- Kontrollera koncentriciteten och axelns utlopp, eftersom ett gap som är ojämnt runt omkretsen kommer att stängas på ena sidan först
- Bekräfta dränerings- och deflektorns orientering innan höljet skruvas fast
- Inspektera för skavmärken efter de första timmarna av körning, medan korrigering fortfarande är billig
Fellägen och vad de säger till dig
De flesta beröringsfria tätningsproblem dyker upp på ett litet antal igenkännliga sätt.
Att diagnostisera en beröringsfri tätning är vanligtvis en fråga om att matcha symtomet till ett problem med spelning, orientering eller smörjning. | Symptom | Trolig orsak | Vad ska man kolla först |
| Fett som gråter från gapet | Översmörjning eller ett för öppet mellanrum | Fyllnadsmängd och uppmätt spelrum |
| Mörka ränder nära springan | Fint damm passerar labyrinten | Antal varv och eventuell sekundär sköld |
| Temperaturen stiger efter några timmar | Gnugga på gapet som orsakas av termisk tillväxt | Frigång vid drifttemperatur |
| Rost på ytterringen eller hålet | Vatteninträngning eller kondens | Dräneringsläge och stänkskydd |
| Ljud utan synliga skador | Felaktig orientering eller torr bana | Deflektorriktning och smörjning |
Matcha en tätning till lagerserien
Suffixet på ett artikelnummer är en snabbguide till tätningsprincipen. ZZ betyder en pressad stålsköld utan kontakt, och 2RS betyder en kontaktgummi-läpptätning. Dubbelradiga vinkelkontaktkullager i 30- och 38-serierna levereras i båda utförandena, så samma lager kan fungera som en ren höghastighetsenhet eller en smutsigare lågfart beroende på vilket suffix som valts vid orderinmatning. Spårkullager följer samma logik, med skärmar för motorer och fläktar och läpptätningar för våt eller dammig drift.
30 och 38-serien dubbelradiga vinkelkontaktlager Jämför ZZ beröringsfria skärmar och 2RS kontakttätningar för att balansera hastighetsgränser mot damm- och fuktskydd i dessa 30- och 38-serielager. Visa produkt → När valet mellan en högre hastighetsgräns och en tätare tätning fortfarande är oklart, gäller denna not val av tätningstyp och hastighet för 3802-lager går igenom samma beslut med ett fungerat exempel.
En kort checklista innan du anger
- Bekräfta föroreningen och avgör om ett gap överhuvudtaget är acceptabelt
- Beräkna spel vid drifttemperatur, inte vid rumstemperatur
- Kontrollera begränsningshastigheten för den tätningsmetod du tänker använda
- Designa avloppet och deflektorns orientering i huset från början
- Planera en fettspolningsbana och ett realistiskt eftersmörjningsintervall
- Inspektera den första enheten efter en kort körning och registrera det uppmätta gapet
Beröringsfria tätningar är inte ett universellt svar, men de är det bättre svaret mycket oftare än de används. Få rätt spelrum, håll banan ren och rikta deflektorn mot smutsen, och en skärmad eller labyrintdesign kommer att hålla ut flera uppsättningar kontakttätningar i samma position. Om du arbetar med ett specifikt hölje eller lastfall kan du se hela utbudet från en lagertillverkare i Cixi, Ningbo som bygger både förseglade och skärmade versioner av samma serie.
