OPIS WYROBU

N A Z W A N R S T R O N YZASADA DZIAŁANIA 1BUDOWA 2ODMIANY KONSTRUKCYJNE WARGI USZCZELNIAJĄCEJ 3ODMIANY KORPUSÓW 4MATERIAŁY 5OZNACZANIE 6PRĘDKOŚĆ WAŁKA 7TEMPERATURA 8TARCIE 9STRATY MOCY 10CIŚNIENIE 11WŁASNOŚCI EKSPLOATACYJNE MATERIAŁÓW ORAZ USZCZELNIEŃ 12TOLERANCJE WYMIARÓW 13WARUNKI ZABUDOWY 14WAŁKI OBROTOWE - WYMAGANIA TECHNICZNE 15SPOSOBY OSADZANIA USZCZELNIEŃ W GNIEŹDZIE 16USZCZELNIENIA SPECJALNE TYPU KASETA 17USZCZELNIENIA SPECJALNE TYPU COMBI 18USZCZELNIENIA NISKOTARCIOWE 19GEOMETRYCZNE WARUNKI PRACY 20SERWIS I MONTAŻ 21SMAROWANIE 22USZKODZENIA USZCZELNIEŃ - DIAGNOSTYKA 23WYTYCZNE DO PROJEKTOWANIA WĘZŁÓW USZCZELNIAJĄCYCH 24PRZYKŁADY ZASTOSOWAŃ 25PROCES PRODUKCJI SIMMERINGÓW 26BADANIE SIMMERINGÓW 27WYKAZ ZBLIŻONYCH USZCZELNIEŃ WYBRANYCH FIRM 28

Kontakt: Wojciech Wróblewskitel.: +48 667 060 212e-mail: kontakt@wwprojekt.plhttp://wwprojekt.pl/ Aktualizacja: 24-05-2012

UWAGA: Zabrania się kopiowania stron bez zgody autora!

Przykładowa zależność nacisków promieniowych od średnicy wałka

Przykładowy wpływ nacisków promieniowych nażywotność wargi

Pierścienie uszczelniające wałki obrotowe (PUWO) lub sim-meringi są najbardziej rozpowszechnioną konstrukcją wśród uszczelnień ruchu obrotowego. Składają się z części dynamicz-nej w kształcie wargi uszczelniającej wykonanej z elastomeru i dociskanej promieniowo do powierzchni wałka za pomocą sprę-żyny naciągowej. Uszczelnienie pracuje na warstwie smarnej, której wymagana grubość zapewniona jest dzięki równowadze sił promieniowych pochodzących od sprężyny Pspr oraz elasto-meru Pgum i siły hydrodynamicznej Ph powstającej w wyniku względnego ruchu obrotowego wałka, a krawędzią uszczelniają-cą. Pgum czyli zacisk obwodowy od gumy w trakcie eksploatacji znacznie spada w wyniku relaksacji naprężeń spowodowanej głównie temperaturą jak i też działaniem medium uszczelnia-nego. Pspr czyli zacisk obwodowy od sprężyny w tym czasie zwiększa swój udział. Sprężyna naciągowa jest „ciasno” zwinię-ta w związku z czym jest wstępnie naprężona. Siła wywiera-na przez sprężynę Pspr pochodzi od jej napięcia związanego z rozciągnięciem wargi uszczelniającej na wałku (wykres po-niżej). Bardzo istotnym jest założenie optymalnej siły promie-niowej, ponieważ zbyt wysoka jej wartość obniża żywotność uszczelnienia, natomiast zbyt niska prowadzi do utraty szczel-ności (wykres poniżej obok). Wartość nacisków promieniowych na krawędzi uszczelniającej maleje ze wzrostem średnicy wałka (wykres obok).

ZASADA DZIAŁANIA

Mechanizm uszczelniania w ruchu obrotowym

Pspr - naciski pochodzące od sprężynyPgum - naciski pochodzące od gumyPpr - naciski promieniowe od wargi uszczelniającejPh - siła hydrodynamiczna powstająca w warstwie smarnej

Ppr = Ph

Ppr = Pspr + PgumPspr = (0,5 do 0,75) x Ppr

1

Siła napięcia sprężyny w funkcji jej wydłużenia

Rozkład nacisków stykowych pod krawędziąuszczelniającą

BUDOWA

Pierścień uszczelniający z wargą pyłochronną Pierścień uszczelniający kasetowy

Pierścienie uszczelniające typu simmering z wargą pyło-chronną należą do uszczelnień standardowych. Składają się z wkładu metalowego usztywniającego, do którego zwulkani-zowany jest na stałe korpus gumowy. Korpus gumowy składa się z części statycznej zapewniającej prawidłowe osadzenie w gnieździe komory uszczelnianej oraz z części dynamicznej - wargi uszczelniającej współpracującej z wałkiem. Dodatkowo na wardze uszczelniającej osadzona jest sprężyna naciągo-wa zapewniająca wymagany docisk krawędzi uszczelniającej do powierzchni wałka. Wkład metalowy zapewnia utrzymanie właściwego zacisku gumy znajdującej się pomiędzy jego po-wierzchnią zewnętrzną a gniazdem osadczym znajdującego się w korpusie węzła uszczelniającego.

Pierścienie uszczelniające kasetowe należą do uszczelnień specjalnych. Cechą charakterystyczną tych uszczelnień jest to, że stanowią one za-mknięty zespół konstrukcyjny wewnątrz którego występują wargi zaporo-we i pyłochronne oraz uszczelniające. Pierścień jest nierozbieralny, a prze-strzenie (komory smarne) fabrycznie wypełnione są smarem zaporowym chroniącym przed przedostawaniem się zanieczyszczeń pod krawędź uszczelniającą. Warga uszczelniająca współpracuje bezpośrednio z tule-ją ślizgową będącą integralną częścią uszczelnienia kasetowego. Tuleja ślizgowa jest osadzona na wałku za pośrednictwem przywulkanizowane-go do niej odpowiednio ukształtowanego elementu gumowego będącego jednocześnie uszczelnieniem statycznym. Uszczelnienia te stosuje się w warunkach bardzo dużego zanieczyszczenia zewnętrznego i w zależności od potrzeb występują różne ich konstrukcje.

2

Rodzaj Rysunek Opis

StandardowaWargi standardowe w wykonaniu ze zwiększonym kątem od strony powietrz-nej i i mniejszym. Mogą również być wykonane w wersji ciętej i na gotowo w zależności od zastosowanego systemu formującego podczas wulkanizacji.

Z dodatkową wargąpyłochronną

Warga standardowa z dodatkową wargą pyłochronną zabezpieczającą wargę uszczelniającą przed przedostawaniem się do niej różnego rodzaju brudu z zewnętrznego obszaru węzła uszczelniającego.

WzmocnionaWargi wzmocnione poprzez: zwiększony przekrój lub podparciem odpo-wiednio ukształtowanym wkładem metalowym lub dodatkowym pierścieniem tworzywowym. Przeznaczone do pracy pod wysokim ciśnieniem medium uszczelnianego ze znacznym ograniczeniem prędkości wałka.

Bez sprężynyWarga beż sprężyny dociskowej - przeznaczona do pracy w mało odpowie-dzialnych węzłach uszczelniających oraz w ograniczonych warunkach sma-rowania. Zastosowanie między innymi do silników elektrycznych powszech-nego użytku.

TeflonowaWarga jest wykonana w wersji gumowej pokrytą warstwą PTFE ze sprężyną lub bez sprężyny z odpowiednio ukształtowaną wargą z PTFE. Rozwiąza-nie to gwarantuje niższe opory ruchu niż standardowe. Przeznaczone są do uszczelnień o ograniczonych warunkach smarowania np pomp próżniowych lub sprężarek lub do mediów aktywnych chemicznie i produkcji spożywczej.

Podwójna - duoWarga podwójna działająca w systemie odwróconym zapewnia oddzielenie dwóch różnych mediów za pomocą uszczelnienia osadzonego w jednym kor-pusie.

Z kompensacjąWarga z kompensacją ma zastosowanie w węzłach uszczelniających o dużej mi-mośrodowości wałka lub wysokim jego biciu dynamicznym. Ma niską możliwość obciążenia ciśnieniem medium uszczelnianego.

HydrodynamicznaWarga hydrodynamiczna posiada pochylone rowki na powierzchni po stronie powietrznej umożliwiające tworzenie się warstwy hydrodynamicznej cieczy uszczelnianej, a w konsekwencji większej trwałości krawędzi uszczelniającej przy wyższych parametrach eksploatacyjnych gównie prędkości wałka.

GrzebieniowaWarga bez sprężyny stosowana w warunkach bardzo wysokiego zanieczysz-czenia np.: grys, błoto, piasek. Stosowana jest do prędkości obwodowych wałka współpracującego 2,5 m/s max. Przestrzenie międzywargowe winny być wypełnione smarem stałym zapewniającym smarowanie uszczelnienia.

Uszczelniającozgarniająca

Warga przeznaczona do uszczelnień pracujących w ruchu postępowo zwrot-nym np. w wszelkiego rodzaju amortyzatorach lub sprężynach gazowych. Wymagana bardzo wysoka szczelność statyczna i dynamiczna.

ODMIANY KONSTRUKCYJNE WARGI USZCZELNIAJĄCEJ

Średnica wałka[mm]

Zacisk obwodowy C [mm]Warga

standardowaWarga

specjalna5 ÷ 10 0,8±0,2 1,15±0,35

10 ÷ 18 0,95±0,25 1,35±0,3518 ÷ 30 1,1±0,3 1,55±0,3530 ÷ 45 1,3±0,3 1,85±0,3545 ÷ 70 1,55±0,35 2,25±0,4570 ÷ 100 1,75±0,35 2,6±0,5100 ÷ 150 2,0±0,4 2,95±0,55150 ÷ 200 2,3±0,4 3,4±0,6200 ÷ 300 3,15±0,65 3,4±0,6

Przykładowe zaciski obwodowewargi uszczelniającej na wałku*

*Uwaga: producenci uszczelnień stosują zaciski obwodowe wargi na wałku według własnych założeń konstrukcyjnych, a wyżej wymienione wartości należy traktować jako orien-tacyjne.Odmiany konstrukcyjne wargi uszczelniającej ze

względu na sposób jej wykonania

War

ga „c

ięta

”

War

ga „n

a go

tow

o”

LEGENDAS - grubość przegubu wargih - długość ramienia wargil - względne położenie sprężynyc - wysokość wargi pod sprężyną

Konstrukcja wargi uszczelniającej ma wpływ na parametry techniczne uszczelnienia. Wzajemne relacje wymiarów: s, h, l, c mają wpływ na wytrzymałość wargi na ciśnienie czynnika uszczelnianego, dynamikę uszczelnienia oraz jego stabilność pracy. Poni-żej przedstawione są przykładowe konstrukcje wargi uszczelniającej oraz podany jest wpływ ich na parametry pracy oraz zastosowanie uszczelnień.

3

4

ODMIANY KORPUSÓW

Typ Konstrukcja korpusu

Gumowy

Standardowa Żebrowana

Kombinacja metalu i gumy

Z uszczelką na krawę-dzi zewnętrznej

Z uszczelką wprowa-dzającą na krawędzi

wewnętrznej

Z uszczelką żebro-waną na krawędzi

zewnętrznej

Metalowy

Standardowa bez gumy

Metalowa z kołnie-rzem bez gumy

Metalowa z kołnie-rzem i doszczelnie-

niem gumowym

blac

ha 0

,63 -

2,0

mm

guma

0,8

- 3,0

mm

dnom

Dnom

WarunkiTyp korpusu

Gumowy Kombinacja metalu i gumy Metalowy

Gniazdo wykonane ze stopów lekkich ○ ∆ □Duża chropowa-tość gniazda ○ ∆ □Stosowanie za-mienników ○ ○ □Odporność na ciśnienie ○ ○ □Odporność na korozję ○ ∆ ∆Przewodnictwo cieplne □ ∆ ○

Odmiany wykonania korpusów metalowychTłoczone Wzmocnione Tłoczone na gotowo Szlifowane

Zadania korpusu:• Zapobieganie przeciekaniu na średnicy zewnętrznej uszczelnienia,• Nie dopuszczenie do obracania się uszczelnienia wraz wałkiem,• Zachowanie odporności chemicznej na medium uszczelniane,• Ułatwienie montażu uszczelnienia,• Kompensowanie niedokładności wykonania gniazda,• Umożliwienie automatycznego montażu uszczelnienia,• Umożliwienie odprowadzenia ciepła do korpusu (obudowy).

Legenda: ○ - bardzo dobry, ∆ - dobry, □ - słaby

Ocena stosowania korpusów

Grubość gumy pomiędzy średnicą zewnętrzną uszczelnienia a średnicą zewnętrzną wkładu usztywniającego oraz grubość blachy jest uzależniona od wymiarów gabarytowych pierścienia uszczelniającego dnom i Dnom.

5

MATERIAŁY

Uszczelnienia typu simmering składają się z:- materiału gumowego, z którego wykonany jest korpus uszczelnienia,- stalowego (blacha głębokotłoczna), z którego wykonany jest wkład usztywniający,- drutu sprężynowego stalowego z którego wykonana jest sprężyna naciągowa.

Na odporność temperaturową i chemiczną uszczelnień mają wpływ własności gumy, których porównanie przedstawiono poniżej.Istotną własnością materiałów na uszczelnienia jest ich odporność na ścieranie którą należy brać pod uwagę ze względu na warunki pracy węzła uszczelniającego. Dla cie-czy małolepkich lub gazów i próżni należy stosować przede wszystkim FKM i PTFE, dla olejów alifatycznych (silnikowych i hydraulicznych) NBR i VMQ.

Symbol gumyNazwa gumy

Odporność tem-peraturowa

Odporność na media

NBRGumanitrylowa-30 do +100oC

-oleje i smary mineralne-oleje pochodzenia roślinnego i zwierzęcego-węglowodory alifatyczne-niepalne ciecze hydrauliczne typu HSA i HSB-woda do 100oC-rozcieńczone roztwory kwasów i zasad do +50oC

HNBRGumanitrylowa uwodor-niona-30 do +130oC

-oleje i smary mineralne-oleje pochodzenia roślinnego i zwierzęcego-węglowodory alifatyczne-niepalne ciecze hydrauliczne typu HSA i HSB-woda do 100oC-rozcieńczone roztwory kwasów i zasad do +50oC

MVQ VMQGumasilikonowa-50 do +200oC

-oleje i smary mineralne-rozcieńczone roztwory soli-alkohole-warunkowo niepalne ciecze hydrauliczne HSD-woda do +100oC

FPM FKMGumafluorowa-20 do +200oC

-oleje i smary mineralne-węglowodory alifatyczne i aromatyczne-niepalne ciecze hydrauliczne typu HSA i HSB -oleje syntetyczne HSC-woda do 100oC

ACMGumaakrylowa-15 do +130oC

-oleje silnikowe i przekładniowe-oleje zawierające dodatki uszlachetniające-płyny hydrauliczne-warunkowo odporny na wodę

PTFE+kompozyty*-100 do +250oC

-odporność na większość mediów chemicznych*kompozyty z włókna szklanego, brązu, grafitu, dwusiarczku molibdenu.

6

OZNACZANIE

Pierścienie uszczelniające wałki obrotowe typu simmering oznaczamy na korpusie gumowym od strony „powietrznej” po-dając:- typ konstrukcyjny- wymiary:

d - średnica nominalna wałka [mm]D - średnica nominalna gniazda [mm]b - szerokość (wysokość) pierścienia [mm]

- symbol materiału - dla NBR nie podaje się- znak (symbol) producenta, dystrybutoraPrzykład oznaczenia:

A - 24 x 45 x 7 VMQ WW-PROJEKT

Wykaz typów konstrukcyjnych uszczelnieńPrzykład oznaczenia

Profil Opis

Standardowa konstrukcja jednowargowa pier-ścienia uszczelniającego z metalowym wkła-dem usztywniającym pokrytym gumą.

Standardowa konstrukcja pierścienia uszczel-niającego z metalowym wkładem usztywniają-cym pokrytym gumą z dodatkową wargą pyło-ochronną.

Standardowa konstrukcja jednowargowa z odsłonię-tym wkładem metalowym przeznaczonym do bezpo-średniego montażu w gnieździe zabudowy. Skutecz-nie odprowadza ciepło z przestrzeni uszczelnianej.

Standardowa konstrukcja z odsłoniętym wkła-dem metalowym przeznaczonym do bezpośred-niego montażu w gnieździe zabudowy z dodat-kową wargą ochronną. Skutecznie odprowadza ciepło z przestrzeni uszczelnianej.Konstrukcja jednowargowa ze wzmocnionym, odsłoniętym podwójnym wkładem metalowym, przeznaczona do bezpośredniego montażu w gnieździe.

Konstrukcja ze wzmocnionym, odsłoniętym podwójnym wkładem metalowym z dodatkową wargą ochronną, przeznaczona do bezpośred-niego montażu w gnieździe.

Konstrukcja jednowargowa pierścienia uszczel-niającego z wkładem metalowym pokrytym gumą wzmocniona w części wargowej umożli-wiającej pracę w podwyższonych ciśnieniach.

Konstrukcja pierścienia uszczelniającego z wkładem metalowym pokrytym gumą z dodat-kową wargą ochronną - wzmocniona w części wargowej umożliwiającej pracę w podwyższo-nych ciśnieniach.Niestandardowa konstrukcja bez sprężyny z wkładem metalowym pokrytym gumą. Sto-suje się jako uszczelnienie pomocnicze na wodę oraz pył pracujące bezciśnieniowo.

Firmaproducent

Profil uszczelnienia / oznaczenie typu konstrukcyjnego

NAK/LYO/NOK SC TC SB TB SA TA

Goetze 827N 827S 822N 822S 824N 824S

Kaco DG DGS DF DFS DFK DFSK

INCO A AO B BO - -

Garlock 92 94 53 76 68 -

ERIKS R Rst M MSt GV GVst

Simmerwerke A ASL B BSL C CSL

Simrit BA BASL B1 B1SL B2 B2SL

SKF HMS4 HMSA7 CRW1 CRWA1 CRWH1 CRWHA1

Stefa CB CC BB BC DB DC

Style SC TC SB TB SA TA

Trelleborg TRA TRE TRC TRD TRB TRC

Dichtomatik WA WAS WB WBS WC WCS

Lidering A AS B - C -

Parker SC TC SB TB SA TA

DIN 3760 A AS B BS C CS

7

Prędkość wałka ma zasadniczy wpływ na dobór materiału gumowego. Graniczne wartości prędkości wałka dla danego materiału zależne są od jego średnicy. Czym większa średnica tym dopuszczalna prędkość wałka rośnie dla małych wartości średnic, a następnie utrzymuje się na stałym poziomie: dla NBR Vmax = 12m/s m/s, ACM Vmax = 22m/s, VMQ i FKM Vmax = 38m/s. Zależności te pokazane są na załączonym wykresie.Zależność prędkości obwodowej od obrotowej wałka występuje według poniższego wzoru:

d - średnica wałka [mm]n - prędkość obrotowa wałka [obr/min]V - prędkość obwodowa wałka [m/s]

Warga uszczelniająca obracającego się pierścienia względem osi poddawana jest sile odśrodkowej powodującej jej odcią-żenie wraz z narastającą prędkością obrotową uszczelnienia. Przy wysokich prędkościach obrotowych wałka może nastąpić oderwanie wargi uszczelniającej od wałka a tym samym rozsz-czelnienie pierścienia. Poniższy wykres pokazuje przykładową zależność prędkości obrotowej pierścienia od średnicy wałka (osi). Charakterystyka ta uzależniona jest od nacisków promie-niowych wargi uszczelniającej pochodzącej od sprężyny oraz gumy i jest zależna od konstrukcji pierścienia.

PRĘDKOŚĆ WAŁKA

8

TEMPERATURA

Przyrost temperatury na krawędzi uszczelniającej zależy od rodzaju cieczy roboczej, a zwłaszcza jej lepkości i zdolności do odprowadzania ciepła oraz prędkości obrotowej wałka. Czym ciecz jest bardziej lepka tym przyrosty temperatury są większe. Zależność przyrostu temperatury na krawędzi uszczelniającej od rodzaju cieczy uszczelnianej i średnicy wałka dla stałej prędkości obrotowej V=3000obr/min zawarte jest na wykresie poniżej. Dla standardo-wych cieczy takich jak oleje silnikowe lub hydrauliczne oraz dla ciśnienia pracy pmax=0,05 MPa, przyrost temperatury na krawędzi uszczelniającej wynosi około 20 do 40oC. Dla olejów przekładniowych przyrost temperatury wynosi 40 do 60oC, natomiast dla smarów stałych o około 80 do 100oC. Zastosowanie wargi hydrodynamicznej powoduje obniżenie temperatury na krawędzi uszczelniającej w stosunku do wargi standardowej - przykładowa zależność po-kazana jest na wykresie poniżej.

Temperatura pracy wpływa w znacznym stopniu na skuteczność uszczelniania. Niska temperatura powoduje, że uszczelnienie traci swoją elastyczność, a war-ga uszczelniająca staje się twarda i krucha, co powoduje obniżenie sprawności uszczelniania. Nadmiernie wysoka temperatura może spowodować przyśpieszone zmiany starzeniowe zwłaszcza na wardze uszczelniającej objawiających się wystę-powaniem mikropęknięć, a co za tym idzie brakiem ciągłości krawędzi uszczelnia-jącej. Na temperaturę na krawędzi wargi uszczelniającej ma wpływ przenoszenie ciepła wzdłuż wału, co wiąże się z warunkami lokalnymi węzła uszczelniającego. Należy unikać umieszczanie uszczelnień w bliskim sąsiedztwie wysoko obciążo-nych łożysk, oraz kół zębatych. Należy stwarzać możliwość swobodnego przepły-wu medium wzdłuż wałka uszczelnianego w okolicy wargi uszczelniającej. Poniż-szy rysunek określa orientacyjne zakresy temperatur pracy materiałów. Istotnym zagadnieniem jest wpływ niskich temperatur na pracę uszczelnienia. W tych warun-kach guma sztywnieje, a poniżej określonej temperatury staje się krucha. Podczas rozruchu wałka siły rozciągające pochodzące od wysokiego współczynnika tarcia związanego ze wzrostem lepkości cieczy oraz od ewentualnego bicia promieniowe-go mogą spowodować pęknięcia wargi uszczelniającej oraz zniszczenie uszczel-nienia.

Uszczelnienia z wargą pyłochronną powinny być stosowane tam gdzie środowi-sko jest istotnie zanieczyszczone, ponieważ tarcie tej wargi daje dodatkowy wzrost temperatury o 10 do 15oC.

Wysoka temperatura może też również doty-czyć części spoczynkowej uszczelnienia, zwłasz-cza jeżeli gniazdo zabudowy wykonane jest z materiału o dużym współczynniku rozszerzalno-ści temperaturowej np. stopy metali lekkich. W takim wypadku należy stosować uszczelnienia z pofałdowaną zewnętrzną powierzchnią elasto-merową lub ze zwiększonym zaciskiem osadze-nia w gnieździe.

9

W standardowych wykonaniach pierścienie uszczelniające wałki obrotowe, mają zastosowanie do uszczelniania olejów pochodzenia mineralnego, półsyntetycznego, syntetycznego, smarów stałych, płynnych substancji chemicznych oraz wody i jej roztworów. W przypadku zastosowania substancji o niskiej lepkości np. wody lub jej roztworów albo niekiedy sprężonego powietrza często występuje zjawisko „pisku”, spowodowanego istnieniem niestabilnej warstwy smarnej pomiędzy krawędzią wargi uszczelniającej, a powierzchnią współpracującą wałka. Chwilowej utracie warstwy smarnej, towarzyszy gwałtowne zwiększenie współczynnika tarcia, a w rezultacie sprężyste napięcie obwodowe skierowane zgodnie z obrotem wałka wargi uszczel-niającej wraz z jej ramieniem (wychylenie w granicach 10mm) i względnemu zmniej-szeniu chwilowej prędkości obrotowej wałka (rysunek 1). To z kolei powoduje szybkie obniżenie współczynnika tarcia i spadek napięcia obwodowego zespołu wargi. Wy-stępowanie tego zjawiska w sposób cykliczny w zakresie częstotliwości akustycznych od 100 do 1000 Hz objawia się charakterystycznym piskiem. Aby temu zjawisku za-pobiec lub obniżyć jego uciążliwość należy stosować materiały elastomerowe tward-sze np. od 80 do 85oShA. Obniżenie współczynnika tarcia osiąga się również przez wytwarzanie odpornej warstwy na powierzchni wyrobów gumowych. Przeprowadza się przez wprowadzenie do warstwy powierzchniowej gumy środka chemicznego, na przykład halogenu, który w wyniku reakcji chemicznej łączy się trwale z powierzchnią gumy, bądź przez pokrycie powierzchni gumowej warstwą teflonu.Znane są sposoby polepszania własności mechanicznych gum, polegające na ob-niżeniu współczynnika tarcia drogą traktowania gumowych wyrobów wodnym roz-tworem podchlorynu sodowego. Wadą tych sposobów jest pogorszenie własności powierzchni gumy w wyniku utleniającego działania podchlorynu.

Inny znany sposób polega na klasycznym chlorowaniu wyrobów gumowych w pod-wyższonej temperaturze, przy czym sposób ten powoduje otrzymanie produktu o złej przyczepności warstwy modyfikowanej do podłoża.Jako alternatywny środek chlorujący bywa także używany czterochlorek cyny, który jest jednak mniej wygodny w użyciu niż chlor gazowy.Poprawę współczynnika tarcia wyrobów gumowych osiąga się również drogą bro-mowania i fluorowania, przy użyciu fluoru względnie ciekłego lub gazowego pięcio-fluorku antymonu. Gumy modyfikowane drogą bromowania mają gorsze własności mechaniczne i fizykochemiczne niż gumy chlorowane czy fluorowane.Znany jest także sposób wytwarzania powłok polegający na pokrywaniu powierzchni wyrobów gumowych warstwą policzterofluoroetylenu (PTFE) o grubości nie przekra-czającej 0,1mm - rysunek. Sposób ten zezwala na uzyskanie w warstwie powierzch-niowej wyrobów własności chemicznych i mechanicznych zbliżonych do teflonu, zaś cały przedmiot zachowuje mechaniczne własności gumy (rysunek 2).Dodatki obniżające współczynnik tarcia gumy to również np. dwusiarczek molib-denu MoS2, wysoko zdyspersowany PTFE. Dla szczególnych warunków pracy np. (ułożyskowanie bębna pralki automatycznej) stosuje się uszczelnienia typu KOMBI o powiększonej komorze smarowniczej, która zapewnia wystarczającą ilość smaru zaporowego w trakcie pełnego okresu eksploatacji, zapewniając utrzymywanie wy-maganej warstwy smarnej pod krawędzią uszczelniającą (rysunek 3).W przypadku uszczelniania mediów gazowych można zastosować uszczelnienie obrotowe z wargą wykonaną z kompozytów PTFE ze sprężyną lub bez (rysunek 4), które mogą pracować bez warstwy smarnej ze względu na zastosowanie materiału o bardzo dobrych własnościach ślizgowych.

TARCIE

Rys 1 Rys 2 Rys 3 Rys 4

10

Moment oporowy powstający w wyniku współpracy krawędzi uszczelniającej z obraca-jącym się wałkiem są konsekwencją występowania oporów tarcia, które powodują stratę mocy. Wielkość mocy traconej zależy od:

- rodzaju czynnika uszczelnianego,- różnicy ciśnień po obu stronach uszczelnienia,- prędkości obrotowej wałka,- średnicy wałka,- temperatury czynnika uszczelnianego,- stanu powierzchni współpracujących,- rodzaju materiału uszczelnienia.

Na wykresie wskazano zależność strat mocy, od prędkości obrotowej wałka i jego średni-cy. Wielkość mocy traconej zależą również od konstrukcji wargi uszczelniającej. Zastoso-wanie dodatkowych rowków przy krawędzi uszczelniającej od strony „powietrznej” sprzyja zawiązywaniu się warstwy smarnej a tym samym zmniejszeniu mocy traconej. Przykłady warg hydrodynamicznych oraz ich wpływ na opory tarcia pokazano na wykresie poniżej.

Llewy

Rprawy

Wobustronny

Przykład zastosowania pierścieni z PTFE do uszczelniania węzła sprężarki powietrza o niskich oporach tarcia.

STRATY MOCY

11

CIŚNIENIE

Ciśnienie medium uszczelnianego ma wpływ na żywotność uszczelnie-nia. Podwyższone ciśnienie powoduje zwiększenie nacisków stykowych na wardze uszczelniającej, a tym samym zwiększony moment oporowy i podwyższenie temperatury na krawędzi uszczelniającej. Dla standar-dowych profilów dopuszcza się ciśnienie max 0,05 MPa, a z pierście-niem oporowym do 0,5 MPa. Dla wzmocnionych profilów dopuszcza się ciśnienie max 1MPa. W jednym i drugim przypadku dopuszczalne ciśnienie pracy zależne jest od prędkości wałka - wykres poniżej. Profil pierścienia oporowego jest związany ściśle z profilem wargi uszczelnia-jącej i winien być stosowany w porozumieniu z producentem uszczel-nienia. Uszczelnienia wzmocnione cechują się grubszym przegubem S2>S1 wargi uszczelniającej, zwiększonym zaciskiem obwodowym na wardze uszczelniającej Z2>Z1 oraz mniejszym otworem FD2< FD1 w miseczce wkładu usztywniającego.

FD1 > Fd1 FD2 < Fd2Z1 < Z2S1 < S2

Uszczelnienia standardowe Uszczelnienia wzmocnione

Zalezność prędkości obrotowej wałka od ciśnienia i średnicy

Pierścień uszczelniający standardowy

Pierścień uszczelniający wzmocniony

12

WŁASNOŚCI EKSPLOATACYJNE MATERIAŁÓW ORAZ USZCZELNIEŃ

Wpływ temperatury oraz cieczy roboczej na żywotność uszczelnień

Przykładowy wpływ przebiegu silnika samochodowego na zużycie uszczelnień

Wpływ niskich temperatur na elastyczność gumy

TR10

- gr

anic

zna

war

tość

nis

kiej

tem

pera

tury

prz

y kt

órej

nac

iągn

ięta

pró

bka

gum

y po

wra

ca p

oniż

ej

10%

jej p

oczą

tkow

ego

rozc

iągn

ięci

a (w

yzna

cza

prak

tycz

nągr

anic

ę za

stos

owan

ia u

szcz

elni

eń w

nis

kich

tem

pera

tura

ch)

Dopuszczalne temperatury pracy uszczelnień w mediach eksploatacyjnych

Rod

zaj

gum

yN

BR

AC

MV

MQ

FKM

min

AC

Mśr

ed. A

CM

max

AC

M-2

6-4

7-1

7TR

10-4

5-3

0-1

5

13

TOLERANCJE WYMIARÓW

Wymiary średnicy zewnętrznej pierścienia oraz jego szerokości w wykonaniu standard podlegają tolerancji, której wartość zależna jest od typu konstrukcyjnego uszczelnienia oraz wymiarów nominalnych. Nie podlega standaryzacji średnica wewnętrzna pierścienia, która jest uzazależniona od przyjętego przez producenta zacisku obwodowego, na który ma wpływ: twardość gumy, wielkość nacisków stykowych (promieniowych) występujących na krawędzi uszczelniającej itp.

DŚrednica nominalna

zewnętrzna pierścienia[mm]

do 50 +0,30+0,15

+0,40+0,20

+0,20+0,10

50 - 80 +0,35+0,20

+0,45+0,25

+0,23+0,13

80 - 120 +0,35+0,20

+0,45+0,25

+0,25+0,15

120 - 180 +0,45+0,25

+0,55+0,30

+0,28+0,18

180 - 300 +0,45+0,25

+0,55+0,30

+0,30+0,20

300 - 400 +0,55+0,33

+0,65+0,35

+0,35+0,23

400 - 500 +0,55+0,33

+0,65+0,35

+0,35+0,23

500 - 630 +0,65+0,35

+0,75+0,40

+0,43+0,28

630 - 800 +0,75+0,40

+0,85+0,45

+0,48+0,33

800 - 1000 +0,85+0,45

+0,95+0,50

+0,53+0,38

1000 - 1250 +1,00+0,55

+1,10+0,60

+0,60+0,45

bSzerokość pierścienia

[mm]

do 10 ±0,3

powyżej 10 ±0,4

14

WARUNKI ZABUDOWY

d h11 [mm] d1 [mm]<10 d-1,5

10<20 d-220<30 d-2,530<40 d-340<50 d-3,550<70 d-470<95 d-4,595<130 d-5,5130<240 d-7240<500 d-11

Wałek Gniazdo

b[mm]

t1min[mm]

t2min[mm]

R1[mm]

7 5,95 7,3

0,58 6,8 8,3

10 8,5 10,3

12 10,3 12,3

0,715 12,75 15,3

20 17 20,3

b[mm]

Wymiary wyznaczające obszar styku [mm]

e1 e2 e3 e47 3,5 6,1 1,5 7,68 3,5 6,8 1,5 8,3

10 4,5 8,5 2 10,512 5 10 2 1215 6 12 3 1520 9 16,5 3 19,5

Wymiary wyznaczające obszar styku krawędzi uszczelniającej i pyłochronnej z wałkiem

Warunki zabudowy dotyczące wałka Warunki zabudowy dotyczące gniazda

15

WAŁKI OBROTOWE - WYMAGANIA TECHNICZNE

Wykonanie wałka jako elementu zabudowy ma zasadniczy wpływ na pracę uszczelnienia. Wałek powinien spełniać następujące wy-magania:

- materiał powinien być dobrym przewodnikiem ciepła - zaleca się stale konstrukcyjne węglowe lub stopowe - nie zaleca się żeliwa, szkła, porcelany, tworzyw sztucznych:

Kierunek obróbkimechanicznej

Zalecane warstwy utwardzone Wpływ chropowatości wałka na jego prędkość

Pozycjonowanie wałka

Zacisk obwodowy wargi uszczelniają-cej jest zależny od wielkości pierścienia uszczelniającego (średnicy wałka) i wynosi w zależności od producenta od 0,8 do 3,5 mm dla średnic wałka od 5 do 300mm

- dla prędkości obwodowej V<5m/s twardość powierzchni wał-ka min 45 HRC, dla dużych średnic wałów od 30 do 40 HRC - przy prędkościach V>5m/s zalecana jest twardość min 55 HRC. Grubość warstwy utwardzonej po szlifowaniu min 0,3 - 0,4 mm (rysunek)- wymagana obróbka mechaniczna to szlifowanie, a w obszarze współpracy z uszczelnieniem - dotykowe bez przesuwu poosio-wego ściernicy, aby zapobiec występowaniu linii (wyrzutowej) śrubowej - (rysunek)- dopuszczalna prędkość obwodowa wałka jest również uzależ-niona od jego chropowatości - (wykres)- wałek nie powinien podczas pracy w ruchu obrotowym wyko-nywać ruchów poosiowych, co ma zapewnić odpowiednie jego ułożyskowanie - (rysunek)

Materiał wałka Zalecenia

Żeliwo

Jest możliwa wysoka porowatość powierzchni wałka zależna od jakości odlewu. Jeżeli wiel-kość por jest większa niż 0,05mm to współpra-cująca warga nie zapewni wymaganej szczel-ności. Zaleca się wykonanie lanych wałków z żeliwa sferoidalnego niż z żeliwa szarego.

Tworzywa sztuczne

Nie zaleca się stosowania wałków wykonanych z tworzyw sztucznych ponieważ nie można uzy-skać wymaganej twardości powierzchni oraz z powodu niskiego przewodzenia ciepła.

Ceramika

Wałki ceramiczne mają zastosowanie w apa-raturze chemicznej jednak nie zaleca się ich stosowania do współpracy z simmeringami ze względu na wysoką porowatość powierzchnio-wą co może znacznie przyśpieszyć zużycie wargi.

Szkło Nie zaleca się stosować na wałki się ze względu na niski współczynnik przewodzenia ciepła

Gniazda nieprzelotowe

Gniazda przelotowe

Gniazdo z odsadzeniem

Gniazdo dzielone

SPOSOBY OSADZANIA USZCZELNIEŃ W GNIEŹDZIE

Względny zacisk poprzeczny gumy zależ-ny jest od średnicy gniazda oraz grubości gumy pomiędzy powierzchnią gniazda i wkładu usztywniającego (producent).

Względny zacisk obwodowy zależny jest od średnicy nominalnej gniazda

16

USZCZELNIENIA SPECJALNE TYPU KASETA

Maszyny rolnicze Maszyny budowlane

ZastosowanieTyp

ZastosowanieTyp

1 2 3 1 2 3

Traktory / leśnictwo Koparki, wywrotki, betoniarki, dźwigi, żurawie itp.Osie: koła, piasty ● Osie: koła, piasty ●

Osie, półosie* ● Osie, półosie* ●

Osie: napędy łańcuchowe ● Osie: napędy łańcuchowe ●

Brony / kosiarki ● Odbiorniki mocy ●

Zgrabiarki, prasy do słomy ● Pojazdy użyteczności publicznej (komunalne)Kultywatory ●

ZastosowanieTyp

Siewniki ● 1 2 3

Maszyny do wycinania ● Pojazdy specjalne, przyczepyPrzetrząsacze ● Osie: koła, piasty ●

Pługi ● Osie, półosie* ●

Maszyny do gracowania ● Osie: napędy łańcuchowe ●

Kombajny ● Uwaga● - zastosowanie* - w przypadku bicia poprzecznego i wzdłużnego wymagana jest specjalna wersja

Rozrzutniki do nawozów ●

Młockarnie ●

Zastosowania uszczelnień typ: 1, 2, 3

Uszczelnienia kasetowe pod nazwą Simmering Cassette Seals - Simmering typu Kaseta, służy do uszczelniania wałków obrotowych lub osi w warunkach bardzo wyso-kiego zanieczyszczenia zewnętrznego. Firma Simrit proponuje trzy typy konstrukcyjne uszczelnień: Typ: 1, 2, 3 oraz HS (high speed) - (profile są załączone na rysunkach obok). Głównym kryterium doboru uszczelnień jest poziom zanieczyszczeń zewnętrz-nych występujących w węźle uszczelniającym. Typowe zastosowania tych uszczel-nień pokazane są w załączonych tabelach.

Budowa: Uszczelnienie zawiera dwa zespoły: Simmering i pierścień ślizgowy wraz z labiryntem. Są one połączone fabrycznie, aby zapobiec jakimkolwiek rozłączeniom w trakcie montażu oraz pracy. Simmering zaciskowo jest osadzony w korpusie, a tuleja ślizgowa jest osadzona na wałku lub na osi.Dane techniczne: Typ: 1, 2, 3 Typ HSTemperatura max NBR<+80oC; FKM<+100oC FKM<+120oC; NBR <+80oC; ACM<+100oCTemperatura min NBR>-35oC; FKM>-25oC Prędkość wałka: Typ 1 Typ 2 Typ 3 Typ HSNBR max=7m/s max=5m/s max=4m/sFKM max=9m/s max=7m/s max=6m/s max=12m/sTyp: 1, 2, 3 - ciśnienie pracy: pmax=0,05 MPa; typ HS - ciśnienie pracy: pmax=0,03MPa

17

Typ profilu

Typ Budowa Właściwości

Kaseta typ 1

Prosty profil labiryntu przeciw zanieczyszczaniuŚrednica wewnętrzna zrobio-na całkowicie z elastomeru

Niskie tarcieNiska ochrona przeciw brudze-niu się

Kasetatyp 2

Podwójny profil labiryntu prze-ciw zanieczyszczaniuŚrednica wewnętrzna zrobio-na całkowicie z elastomeru

Umiarkowane tarcieDobra ochrona przeciw kurzowi i zabłoceniu

Kaseta typ 3

Potrójny profil labiryntu prze-ciw zanieczyszczaniuŚrednica wewnętrzna zrobio-na całkowicie z elastomeru

Wysokie tarcieBardzo dobra ochrona przeciw kurzowi i zabłoceniu

Kasetatyp HS

Podwójny profil labiryntu prze-ciw opiłkom metalu i kurzuŚrednica wewnętrzna zrobio-na częściowo z elastomeru

Niskie tarcieDobra ochrona przeciw kurzowi i zabłoceniuZastosowanie do wysokich pręd-kości

Zależność prędkości od średnicy wałka

Typ Budowa Własciwości Zastosowanie Profil

Combi standard

Średnica zewnętrzna - tylko metal.Deflektor brudu zrobiony z pianki poliuretano-wej.Simmering w wykonaniu standardowym.

Głównie dla umiarkowanych i wysokich pręd-kości obrotowych.

Maszyny rolnicze, napędy w rolniczych pojaz-dach, suchym środowisku i w ogólnym przemy-śle.

Combi SF5

Średnica zewnętrzna - tylko metal.Deflektor brudu zrobiony z poliuretanu.Simmering w wykonaniu standardowym z do-datkową wargą.

Dla umiarkowanych / wysokich prędkości ob-rotowych, przeciw umiarkowanemu i silnemu zabrudzeniu zewnętrznemu.

Maszyny rolnicze, napędy w rolniczych pojaz-dach, suchym środowisku i w ogólnym przemy-śle.

Combi SF6

Średnica zewnętrzna - tylko metal.Deflektor brudu zrobiony z gęstego poliureta-nu.Simmering w wersji BA-DUO.

Dla średnich prędkości obrotowych, przeciw średniemu i silnemu zabrudzeniu zewnętrzne-mu.

Maszyny rolnicze, napędy w rolniczych pojaz-dach, wilgotnym środowisku i w ogólnym prze-myśle.

Combi SF8

Średnica zewnętrzna metalowa częściowo po-kryta gumą.Deflektor brudu zrobiony z gęstego poliureta-nu.Simmering w wersji BA-DUO.

Jak Combi i uszczelnienie SF6, ze statycznym uszczelnieniem, przeciw średniemu i silnemu zabrudzeniu zewnętrznemu.

Maszyny rolnicze, napędy w rolniczych pojaz-dach, wilgotnym środowisku i w ogólnym prze-myśle.

Combi SF19

Średnica zewnętrzna metalowa częściowo po-kryta gumą.Deflektor brudu zrobiony z gęstego poliuretanu + gumowa warga przeciwpyłowa.Simmering w wersji BA-DUO.

Dla średnich prędkości obrotowych, przeciw bardzo silnemu zabrudzeniu zewnętrznemu.

Maszyny rolnicze, napędy w rolniczych i innych pojazdach, wilgotnym środowisku i w ogólnym przemyśle. Zastosowanie w warunkach kry-tycznie silnego zabrudzenia.

USZCZELNIENIA SPECJALNE TYPU COMBI

18

Porównanie obszarów stosowania oraz resursu uszczelnień typu Standard, Kaseta i Combi

USZCZELNIENIA NISKOTARCIOWE

Policzterofluoroetylen (PTFE) był po raz pierwszy został zastosowany na uszczelnienia obrotowe wału korbowego silnika Diesla w 1970 roku z powodu wysokich parametrów temperaturowych oraz prędkości. Dzięki temu producenci rozszerzali i przedłużali okresy gwarancji. Niektóre konstrukcje uszczelnień z PTFE zezwalają na stosowanie ich do prędkości obwodowej wałka 50 m/s. Tą własność uzyskano dzięki bardzo niskiemu współczynnikowi tarcia nawet w warunkach ograniczonego smarowania, co nie może być osiągnięte w przypadku zastosowania gumy.Uszczelnienia wykonywane są w różnych odmianach konstrukcyjnych:• w całości wykonane z PTFE lub kompozytu ze sprężyną dociskową lub bez – posiadają własności niskotarciowe oraz wysoką od-porność chemiczną (1, 2),• częściowe wykonanie z PTFE lub kompozytu wzmocnione pierścieniami stalowymi bez sprężyny dociskowej posiadają własności niskotarciowe oraz odporność chemiczną wynikającą z zastosowanego materiału na pierścienie usztywniające (3, 4) oraz zastosowanej gumy (5, 6, 7),• częściowe wykonanie z kompozytu PTFE wzmocnione pierścieniami stalowymi z dociskiem wargi uszczelniającej za pomocą O-ringa lub nie (8) - posiadają własności niskotarciowe oraz odporność chemiczną wynikającą z zastosowanego materiału na pierścienie usztywniające oraz O-ring (9),• pierścienie gumowe ze sprężyną dociskową oraz wkładem usztywniającym - pokryte na krawędzi uszczelniającej powłoką z PTFE – posiadają odporność chemiczną w zależności od zastosowanego materiału gumowego (10, 11),• pierścienie wykonane z kompozytów PTFE z mocowaniem kołnierzowym i sprężyną „meandrową” (12)

Zależność dopuszczalnego ciśnienia od prędkości obwodowej wałka pierścieni uszczelniającychtypu Radiamatic PTFE oraz Radiamatic HTS II produkcji Freudenberg Simrit Niemcy

1 2

3 4

5 6

7 98

1210 11

19

GEOMETRYCZNE WARUNKI PRACY

Niewspółosiowość wałka względem gniazda oznacza maksymalną odległość osi wałka pozostającego w spoczynku od osi obudowy (gniazda) mierzoną w obsza-rze krawędzi uszczelniającej wargi. Nad-mierna niewspółosiowość powoduje miej-scowe zużycie krawędzi uszczelniającej. Dopuszczalna niewspółosiowość pokaza-na jest na wykresie poniżej.

Bicie dynamiczne (promieniowe) wałka jest naj-większą odległością skrajnych położeń osi wałka podczas jego obrotu mierzonej w płaszczyźnie prostopadłej do osi otworu na krawędzi uszczel-niającej wargi. Przekroczenie dopuszczalnej war-tości bicia dynamicznego może spowodować od-rywanie się wargi od powierzchni wałka. Zjawisko to pogłębia się wraz z obniżką temperatury węzła uszczelniającego spowodowanego większa histe-rezą materiału gumowego. Dopuszczalna wartość bicia promieniowego jest pokazana na wykresie poniżej.

Nieprostopadłość powierzchni oporowej gniazda do osi wałka jest to połowa wartości bicia osiowego ścian-ki tylnej gniazda na wysokości średnicy otworu gniazda. Nadmierna nieprostopadłość gniazda może powodować w wyniku ruchu wałka względem krawędzi uszczelniają-cej wypompowywanie medium uszczelnianego wzdłuż kanałków powstałych na obwodzie wałka w wyniku ob-róbki mechanicznej jego powierzchni.

20

SERWIS I MONTAŻ

Montaż uszczelnień ma wpływ na późniejszą ich eksploatację. Istotą montażu jest, aby nie uszkodzić w trakcie tej czynności uszczelnienia, co może spowodować ukry-te uszkodzenie krawędzi uszczelniającej lub części statycznej. Ponadto niewłaściwe osadzenie uszczelnienia w gnieździe na przykład nieprostopadłość osi gniazda do krawędzi uszczelniającej może być przyczyną przecieku. Do montażu w gnieździe należy stosować odpowiednie stemple, natomiast tulejki ochronne w przypadku wy-stępowania na wałku ostrych krawędzi, wieloklinów, gwintów czy wielowypustów. Do montażu należy stosować praski mechaniczne lub hydrauliczne z ogranicznikami przesuwu (skoku).

Przy wymianie pierścieni uszczelniających na nowe należy stosować następujące zasady:- pierścienie uszczelniające, które zostały wymontowane z zabudowy podczas prac związanych z naprawą maszyny nie powinny być ponownie montowane,- odmiana konstrukcyjna pierścienia wymienianego winna być taka sama,- materiał zastosowany na pierścień wymieniany winien być identyczny lub spełniający te same lub wyższe wymagania temperaturowe i wyższą odporność chemiczną,- warga wymienianego pierścienia nie powinna stykać się z powierzchnią wału w tym samym miej-scu, co warga poprzedniego pierścienia (rysunek poniżej),- jeśli nie jest dostępny pierścień tej samej szerokości, można zastosować węższyZamienniki podstawowych typów konstrukcyjnych pierścieni typu simmering zawiera tabela poniżej - większy zakres zbliżonych uszczelnień wybranych firm zawiera tabela na stronie 28

21

Siła montażowa pierścieni uszczel-niających przy prędkości 100mm/min przesuwu osiowego stempla

Firmaproducent

Profil uszczelnienia / oznaczenie typu konstrukcyjnego

NAK/LYO/NAK SC TC SB TB SA TA

Goetze 827N 827S 822N 822S 824N 824S

Kaco DG DGS DF DFS DFK DFSK

INCO A AO B BO - -

Garlock 92 94 53 76 68 -

ERIKS R Rst M MSt GV GVst

Simmerwerke A ASL B BSL C CSL

Simrit BA BASL B1 B1SL B2 B2SL

SKF HMS4 HMSA7 CRW1 CRWA1 CRWH1 CRWHA1

Stefa CB CC BB BC DB DC

Style SC TC SB TB SA TA

Trelleborg TRA TRE TRC TRD TRB TRC

Dichtomatik WA WAS WB WBS WC WCS

Lidering A AS B - C -

Parker SC TC SB TB SA TA

DIN 3760 A AS B BS C CS

SMAROWANIEWysokotemperaturowy smar zaporowy i montażowy Petamo® GHY 133 N firmy Klűber do uszczelnień: simmering, uszczelnień do pneumatyki, hydrauliki, O-ringów, V-ringów, X-ringów i innych wyrobów formowych z materiałów elastomerowych: NBR, ACM, HNBR, FPM, FFPM oraz tworzyw PTFE, PA i POM. Przykładowe zachowanie się smaru w stosunku do elastomerów ukazuje poniższa tabela:

Wydajność PETAMO® GHY 133 N wynika z optymalnego doboru zagęszczacza poli-mocznikowego, oleju mineralnego, syntetycznego oleju węglowodorowego i zestawu dodatków, a także z technologii produkcji.

Dziedziny zastosowania:Cechy wydajnościowe smaru PETAMO® GHY 133 N pozwalają na wiele zastosowań w zakresie smarowania długookresowego i na cały okres żywotności, np. łożyska toczne i uszczelnienia do:• silników elektrycznych• wentylatorów pracujących w gorącej atmosferze• urządzeń suszarniczych• maszyn tekstylnych• maszyn papierniczychCzęści pojazdów mechanicznych jak:• rolki napinaczy pasków transmisyjnych• sprzęgła• pompy wodne• wentylatory

Nazwa właściwości

Materiał* / temperatura badania70FPM 175825

150ºC72NBR 902

100ºC70ACM 121433

150ºC

Wyniki badańZmiana objętości (%) +5,8 +5,5 +7,0Zmiana twardości (ShA) -1 -1 -8Zmiana wytrzymałości (%) -8 +11,4 -23,3Zmiana wydłużenia względnego (%) -19 +3,0 +39,8

* dotyczy materiałów elastomerowych firmy SIMRIT

Zalety:Simmeringi: Smar Petamo® GHY 133N stanowi doskonały długotrwały środek sma-rujący i zaporowy, przeciwko zanieczyszczeniom zewnętrznym. W odróżnieniu do zwykłych smarów nie wytapia się i nie powoduje wycieków pozornych. Przebadany został w stosunku do elastomerów. Ponadto, redukuje tarcie, zapobiega korozji wału pomiędzy wargami i na ich krawędziach, umożliwia smarowanie podczas rozruchu, zapewnia smarowanie na okres żywotności uszczelnienia. Przestrzeń między wargami uszczelniającymi wypełnić w 40-50% smarem punktowo na całym obwodzie - rysunek. O ile możliwe, unikać nakładania smaru na wargę uszczelniającą. Inne uszczelnienia: jako środek smarujący ułatwiający montaż i redukujący tarcie podczas pracy, oraz jako ochrona zabudów uszczelnień przed korozją. Dodatkowo zmniejsza ryzyko wystąpie-nia drgań ciernych (stick-slip). Nakładać wyłącznie przy użyciu narzędzi o zaokrąglo-nych krawędziach.Opis wyrobu:Petamo® GHY 133 N jest bardzo wydajnym wysokotemperaturowym smarem stałym.Charakteryzuje się on w szczególności:• Obciążlnością temperaturową od: -30ºC do +160ºC• Skuteczną ochroną przed zużyciem• Dobrą ochroną przed korozjąPetamo® GHY 133 N jest bardzo wydajnym temperaturowym smarem stałym do łożysk tocznych. Charakteryzuje się on w szczególności:• obciążalnością wysoką temperaturą do 160ºC• wysoką odpornością na utlenianie• skuteczną ochroną przed zużyciem, również w wysokiej temperaturze• dobrą ochroną przed korozją• dobrą odpornością na wodę

Nazwa właściwości Jednostki Wartość parametru

Olej bazowy / substancja zagęszczająca -Olej mineralny, synte-tyczny olej węglowodo-rowy, polimocznik

Zakres temperatur roboczych DIN 51 825 /DIN 51 821/2 ºC od -30 do +160

Lepkość oleju podstawowego DIN 51 561przy 40ºCprzy 100ºC

mm²/smm²/s

około 150około 18

Gęstość DIN 51 757 przy 20ºC g/cm³ 0,88Kolor - beżowy

Dane techniczne

22

USZKODZENIA USZCZELNIEŃ - DIAGNOSTYKA

Lp. Objawy uszkodzenia Diagnoza Sposób naprawy

1Uszczelnienie obraca się w gnieździe wraz z wałkiem

Średnica zewnętrzna uszczelnienia jest mniej-sza niż średnica gniazda

Zastąpić uszczelnienie z właściwym wymiarem zewnętrznym

2 Uszczelnienie przesuwa się w gnieździe

Średnica zewnętrzna uszczelnienia jest mniej-sza niż średnica gniazda

Zastąpić uszczelnienie z właściwym wymiarem zewnętrznym

Ciśnienie w komorze uszczelnianej wysuwa uszczelkę z gniazda

Zabezpieczyć uszczel-nienie przed wzdłużnym przesunięciem

3 Podwinięcie wargi uszczelniającej

Średnica wewnętrzna uszczelnienia jest zbyt mała

Skontrolować średnicę wałka

Zbyt duży kąt pochylenia fazki wprowadzającej wałka

Wymagany kąt fazki max 30º

Niewłaściwy montaż, brak smaru

Stosować odpowiednie narzędzia montażowe, smarować w montażu

Za duża chropowatość fazki wprowadzającej Poprawić chropowatość

4 Odkształcony korpus uszczelnienia

Stosowanie w montażu niewłaściwych narzędzi

Stosować odpowiednie narzędzia montażowe

Za duży zacisk na śred-nicy zewnętrznej

Skontrolować średnicę zewnętrzną uszczelnie-nia i gniazda

5 Rysy na zewnętrznej średnicy uszczelnienia

Za duża chropowatość gniazda Poprawić chropowatość

Niewłaściwa fazka mon-tażowa, ostra krawędź wprowadzająca gniazda

Poprawić fazkę, stępić krawędź

6 Uszkodzony przegub wargi uszczelniającej

Za wysokie ciśnienie cieczy uszczelnianej

Zastosować pierścień oporowy lub uszczel-nienie wzmocnione na wyższe ciśnienia

Lp. Objawy uszkodzenia Diagnoza Sposób naprawy

7 Uszkodzenie krawędzi uszczelniającej

Niedostateczne smaro-wanie

Doprowadzić smar do uszczelnienia

Za duża chropowatość wałka

Poprawić chropowatość wałka

Zanieczyszczenia ze-wnętrzne

Zastosować pierścień z wargą pyłochronną

Niewłaściwy montaż, brak smaru

Stosować odpowiednie narzędzia montażowe, smarować

8 Częściowe wytarcie wargi uszczelniającej

Niekocentryczne zamontowanie uszczel-nienia

Stosować odpowiednie narzędzia montażowe

Za duża niewspółosio-wość wałka

Zastosować pierścień z kompensacją

9 Nadmierne zużycie lub stwardnienie wargi

Za wysokie ciśnienie medium uszczelnianego lub za duża prędkość wałka

Dobrać właściwy mate-riał do prędkości wałka lub zastosować kon-strukcję uszczelnienia na wysokie ciśnienia

Niedostateczne smaro-wanie

Doprowadzić smar do uszczelnienia

Niewłaściwie dobra-na guma do cieczy uszczelnianej

Dobrać właściwą gumę

10Wypadnięcie sprężyny w montażu lub w eks-ploatacji uszczelnienia

Zbyt duży kąt pochyle-nia fazki wprowadzają-cej wałka

Wymagany kąt fazki max 30º

Niepoprawny montaż Stosować odpowiednie narzędzia montażowe

Za mała głębokość rowka osadczego na wardze pod sprężynę

Zastosować inną konstrukcję pierścienia uszczelniającego

Za duże bicie dynamicz-ne wałka

Zastosować pierścień z kompensacją

23

Przy projektowaniu węzłów uszczelniających należy przestrzegać na-stępujących zasad:- minimalizowanie niekorzystnych dla uszczelnienia zjawisk np. obniża-nie temperatury (zastosowanie odpowiedniego łożyskowania lub stwo-rzenie dodatkowego obiegu cieczy uszczelnianej) rys 1,- minimalizacja ciepła tarcia przez zastosowanie dodatkowego smaro-wania , wybór odpowiedniej chropowatości wałka, zastosowanie pier-ścieni z wargą hydrodynamiczną rys 2, 3, 7- zwiększenie ciepła odprowadzanego z obszaru tarcia, poprzez zasto-sowanie odpowiednio chłodzonego wałka rys 2,- stosowanie odpowiednich odrzutników oleju w przypadku gwałtowne-go kontaktu z cieczą uszczelnianą (silne smarowanie rozbryzgowe) w celu zapobiegania występowania erozji wargi rys 5,- stosowanie dodatkowej ochrony wargi uszczelniającej w przypadku uszczelniania cieczy zanieczyszczonych rys 3, 8,- stosowanie drenażu tj. odprowadzenia przecieków w przypadku za-stosowania dwóch uszczelnień w układzie odwróconym rys 4.- dobranie odpowiedniego uszczelnienia dla gniazd wykonanych ze sto-pów lekkich pracujących w wysokich temperaturach ok +200oC rys 6.

WYTYCZNE DO PROJEKTOWANIA WĘZŁÓW USZCZELNIAJĄCYCHRys 1 Rys 2

Rys 3 Rys 4

Rys 6Rys 5

Rys 7

24

Rys 8

Kaseta

AG-ring G-ring

B

Kanal upustowy

AA

Mediu

m 1

Mediu

m 2

Mediu

m 1

Mediu

m 2

A-Duo

Uszczelnienia z warga z PTFE

Kanal upustowy

Proz

nia A A

Kanal upustowy

Proz

nia AH A

Kanal smarujacy

Proz

nia AH A

Uszc

zeln

ienie

pok

rywk

owe

Zastosowanie uszczenień pokrywkowychPrzyklady uszczelniania w warunkach wysokiego zanieczyszczenia zewnętrznego

Uszczelnianie mediów chemicznie agresywnychPrzykłady separacji dwóch różnych mediów

Przykłady uszczelniania próżni

PRZYKŁADY ZASTOSOWAŃ

25

26

PROCES PRODUKCJI SIMMERINGÓW

Fazy procesu formowania i wulkanizacji

MIKSER

WYTŁACZARKA

PRASA WULKANIZACYJNA

PRASAHYDRAULICZNA

KOMORA KLEJOWA

OBCINARKA AUTOMAT DO MONTOWANIASPRĘŻYN I PAKOWANIA

BADANIE SIMMERINGÓW

Badania pierścieni uszczelniających wałków obrotowych według PN-81/M-86960 obejmuje:

a/ sprawdzenie wymiarów sprowadza się do pomiaru średnicy zewnętrznej oraz sze-rokości pierścienia (rysunek 1),b/ sprawdzenie odchyłki współosiowości między obwodem zewnętrznym i wewnętrz-nym pierścienia bez sprężyny sprowadza się do pomiaru współosiowości średnicy zewnętrznej względem średnicy wewnętrznej (rysunek 1),c/ sprawdzenie trwałego odkształcenia średnicy wewnętrznej sprowadza się do okre-ślenia przyrostu średnicy wewnętrznej po nałożeniu na trzpień o wymiarze nominal-nym po wygrzaniu w ciągu 70 godzin w temperaturze maksymalnej odpowiadającej gumie z której wykonane jest uszczelnienie,d/ sprawdzenie odporności na niskie temperatury sprowadza się do próby w spe-cjalnym przyrządzie schłodzonym wraz z uszczelnieniem badanym do najniższej temperatury odpowiadającej materiałowi z którego jest wykonany. W wyniku obro-tu mimośrodowego wałka przyrządu sprawdza się wytrzymałość mechaniczną wargi uszczelniającej badanego uszczelnienia,

Rys 3

e/ sprawdzenie wykonania polega na ocenie jakości krawędzi uszczelniającej oraz powierzchni równej 1/3 szerokości wargi uszczelniającej (rysunek 2),f/ sprawdzenie szczelności pierścienia sprowadza się do poddania uszczelnienia pró-bie 200 godzinnej w następujących warunkach:• temperatura odpowiadająca maksymalnej dla danego materiału gumowego• prędkości obrotowej wałka odpowiadającej jego średnicy i rodzajowi gumy z którego zostało wykonane uszczelnienie według wykresu - strona 5,• ciecz badawcza olej Selektol Specjal SD SAE 10W/30,•.badanie jest prowadzone w przyrządzie według rysunku 3• przesunięcie (niewspółosiowość) wałka do gniazda 0,075mm• ciśnienie oleju 0,003MPaDopuszczalny wyciek podczas pełnej próby może wynosić 3cm³ max.

Rys 1Rys 2

27

28

WYKAZ ZBLIŻONYCH USZCZELNIEŃ WYBRANYCH FIRM

Firmaproducent

Profil uszczelnienia / oznaczenie typu konstrukcyjnego

NAK/LYO/NOK SC TC VC SB TB SA TA SCN TCN DC ST, AP -Pioneer Weston ERIKS R Rst RZV M MSt GV GVst - RST-D R-Duo Cassette WR

Goetze 827N 827S 827NO 822N 822S 824N 824S - - - - -Kaco DG DGS DE DF DFS DFK DFSK - - - - -INCO A AO - B BO - - AH AOH AE - -Garlock 92 94 91 53 76 68 - - - - - -ERIKS R Rst RZV M MSt GV GVst - RST-D R-Duo Cassette WRPaulstraHUTCHINSON IE IEL IO EE EEL - CESL - - IELR - -

Simmerwerke A ASL - B BSL C CSL - - - - -

Simrit BA BASL BAOF B1 B1SL B2 B2SL - BABSL BADUOCassetteTyp: 1, 2, 3

Radiamatic®R: 35, 36, 37, 58

SKF HMS4 HMSA7 HM1 CRW1 CRWA1 CRWH1 CRWHA1 - CRWAR5 - MUD HSFStefa CB CC CD BB BC DB DC - - - - -Style SC TC VC SB TB SA TA - - - - -Trelleborg TRA TRE TRK TRC TRD TRB TRC - TRQ-D - TC -Dichtomatik WA WAS WAO WB WBS WC WCS WAY WASY WAD Cassette WE

France Joint BECA 850 BECA 852 BECA 854 BECA 870 BECA 872 BECA 886 BECA 887 - BECA 852TCHP BECA 858 BECA 859,

969C -

LaskaTechnikaPrzemysłowa

UW-A UW-AS UW-AO UW-B UW-BS UW-C UW-CS UW-AY UW-ASY UW-AP - UW-E

Lidering A AS DINA B - C - - AS P A DUO - D5

Parker SC TC VC SB TB SA TA NSC4 NTC4 DC CB, CL, CH

LUP, LPD, LDS

KOYO MHS MHSA MH HMS HMSA HMSH HMSAH - MHSA...P MHSD D -TIMKEN 350 320 340 330, 480 470 450 410 - - - - -Norma DIN 3760 A AS - B BS C CS - - - - -