Ciasteczka wykorzystywane przez serwis internetowy SKF

Wykorzystujemy ciasteczka (ang. cookies) w celu usprawniania sposobów przeglądania naszych stron i korzystania z naszych internetowych aplikacji. Dalsze korzystanie z serwisu niepoprzedzone zmianą ustawień przeglądarki jest równoznaczne z wyrażeniem zgody na zapisywanie przez serwis ciasteczek na dysku komputera. Pamiętaj, że w każdej chwili możesz zmienić ustawienia swojej przeglądarki internetowej.

Uszczelnienie zewnętrzne

Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

Łożyskowania składają się na ogół z wału, łożysk, oprawy (opraw), środka smarnego, elementów współpracujących oraz uszczelnień. Uszczelnienia mają zasadnicze znaczenie dla czystości środka smarnego i trwałości eksploatacyjnej łożysk.
Podrozdziały Uszczelnienia zintegrowaneElementy i materiały zawierają ogólny opis uszczelnień zintegrowanych wykorzystywanych w łożyskach uszczelnionych. Więcej szczegółowych informacji znajdziesz w rozdziałach poświęconych poszczególnym produktom. W niniejszym rozdziale opisano uszczelnienia znajdujące się poza łożyskiem oraz ich wpływ na parametry pracy łożyska.
Ze względu na znaczenie dla łożyskowań, informacje podane w niniejszym rozdziale dotyczą wyłącznie stykowych i bezstykowych uszczelnień wału, ich konstrukcji i odmian wykonania.

Kryteria doboru uszczelnienia
Uszczelnienia łożyskowań powinny charakteryzować się maksymalną skutecznością przy możliwie jak najmniejszym tarciu i zużyciu w dominujących warunkach pracy. Ponieważ parametry pracy łożyska i jego trwałość eksploatacyjna zależą w dużym stopniu od skuteczności smarowania i czystości środka smarnego, uszczelnienie stanowi kluczowy element łożyskowania. Więcej informacji na temat wpływu zanieczyszczeń stałych na pracę łożysk, patrz Wskaźnik stopnia czystości ηc.

Dobór uszczelnienia najodpowiedniejszego dla określonego zestawienia łożysko-wał-oprawa wymaga uwzględnienia wielu czynników. Należą do nich:
  • rodzaj środka smarnego: olej lub smar plastyczny
  • rodzaj zanieczyszczeń: stałe, płynne lub obydwa
  • prędkość obwodowa na wardze uszczelniającej
  • zorientowanie wału: poziome lub pionowe
  • możliwa niewspółosiowość lub ugięcie wału
  • bicie i współśrodkowość
  • dostępna przestrzeń
  • tarcie uszczelnienia i powodowany tym wzrost temperatury
  • wpływ czynników środowiskowych
  • koszt
  • wymagany czas pracy
  • wymagania w zakresie obsługi
Więcej informacji na ten temat, patrz Uszczelnienia do układów przeniesienia napędu.

Rodzaje uszczelnień
Zadaniem uszczelnienia jest zatrzymywanie środka smarnego w łożyskowaniu i zapobieganie przedostawaniu się zanieczyszczeń do jego wnętrza.

Istnieje kilka podstawowych rodzajów uszczelnień:
  • uszczelnienia bezstykowe
  • uszczelnienia stykowe
  • uszczelnienia statyczne
Bezstykowe uszczelnienia promieniowe wałów tworzą wąską szczelinę między elementem nieruchomym a wirującym. Szczelina może być ustawiona osiowo, promieniowo lub w zestawieniu obu tych kierunków. Uszczelnienia bezstykowe – od prostych uszczelnień szczelinowych po wielostopniowe labirynty (ilustr. 1) – nie zużywają się.

Uszczelnienia stykające się z powierzchniami ruchomymi nazywa się uszczelnieniami stykowymi i wykorzystuje do uszczelniania przestrzeni między częściami maszyny poruszającymi się względem siebie liniowo lub w kierunku obwodowym.

Najpopularniejszym uszczelnieniem stykowym jest uszczelnienie promieniowe wału (ilustr. 2), instalowane między elementami nieruchomym i wirującym.

Uszczelnienia między powierzchniami nieruchomymi są nazywane uszczelnieniami statycznymi. Ich skuteczność zależy od odkształcenia przekroju uszczelnienia w kierunku osiowym lub promieniowym podczas montażu. Typowymi przykładami uszczelnień statycznych są uszczelki płaskie (ilustr. 3) i pierścienie uszczelniające o przekroju okrągłym, nazywane zwyczajowo o-ringami (ilustr. 4).

Uszczelnienia bezstykowe
Najprostszym uszczelnieniem stosowanym na zewnątrz łożyska jest uszczelnienie szczelinowe, tworzące niewielką szczelinę między wałem a pokrywą oprawy (ilustr. 5). Uszczelnienie tego typu wykorzystuje się głównie w układach smarowanych smarem plastycznym, które pracują w suchym i wolnym od pyłu otoczeniu. Dla poprawy skuteczności tego uszczelnienia, w otworze pokrywy oprawy w miejscu wyjścia wału można wykonać jeden lub kilka koncentrycznych rowków (ilustr. 6). Smar wypływający przez szczelinę będzie wtedy wypełniał rowki i pomagał chronić przed wnikaniem zanieczyszczeń.

W przypadku smarowania olejowego i wałów poziomych, śrubowe rowki można wykonać w wale lub otworze oprawy, prawo- lub lewostronnie, zależnie od kierunku obrotów wału (ilustr. 7). Rowki te mają za zadanie zawracać wypływający olej do łożyska; w związku z tym ważne jest, żeby wał kręcił się tylko w jednym kierunku.

W wale wyrabiać można też inne kształty. Rowki nieśrubowe – na wale lub w oprawie – mogą pełnić funkcję elementów utrudniających przepływ/odrzutników. Dodatkowe kołnierze na wale mogą przeciwdziałać wyciekom oleju – bez względu na kierunek obrotów.

Pojedyncze lub wielostopniowe uszczelnienia labiryntowe, stosowane zwykle przy smarowaniu smarem plastycznym, są o wiele skuteczniejsze od prostego uszczelnienia szczelinowego, lecz zarazem droższe. Ich skuteczność można jeszcze bardziej zwiększyć poprzez okresowe doprowadzanie smaru, za pośrednictwem kanałku, do szczelin labiryntu. Występy labiryntowe mogą być rozmieszczone osiowo (ilustr. 8) lub promieniowo (ilustr. 9), zależnie od konstrukcji oprawy (dzielona lub niedzielona), sposobu montażu, ilości dostępnego miejsca itd. Szerokość promieniowych szczelin labiryntu (ilustr. 8) nie zmienia się, gdy dochodzi do przemieszczenia osiowego wału podczas pracy – dlatego szczeliny mogą być bardzo wąskie. Jeżeli może powstać kątowa niewspółosiowość wału względem oprawy, należy zastosować labirynt ze szczelinami ukośnymi (ilustr. 10).

Skuteczne i niedrogie uszczelnienia labiryntowe można wykonać z uszczelek blaszanych SKF (ilustr. 11). Skuteczność uszczelnienia jest wprost proporcjonalna do liczby zastosowanych zestawów uszczelek, i można ją dodatkowo podwyższyć przez użycie uszczelek zamszowanych. Więcej informacji na temat uszczelek blaszanych, patrz Uszczelnienia do układów przeniesienia napędu.

Jako osłony, na wale często montuje się wirujące tarcze (ilustr. 12). W przypadku smarowania olejowego do tego celu wykorzystuje się tarcze odrzutnikowe, rowki lub tarcze ochronne. Odrzucany olej zbiera się w rowku w oprawie i powraca do zbiornika oleju odpowiednimi kanałami (ilustr. 13).

Uszczelnienia stykowe
Istnieją cztery powszechnie stosowane rodzaje uszczelnień stykowych: O rodzaju uszczelnienia dobieranego do danego zastosowania decydują zazwyczaj:
  • główne przeznaczenie uszczelnienia (zatrzymywanie środka smarnego czy zapobieganie wnikaniu zanieczyszczeń)
  • typ środka smarnego (olej, smar plastyczny czy inny) 
  • warunki pracy (prędkość, temperatura, ciśnienie i otoczenie)

Uszczelnienia promieniowe wałów

Uszczelnienia promieniowe wałów (ilustr. 14ilustr. 15) są uszczelnieniami stykowymi stosowanymi w łożyskowaniach smarowanych olejem oraz smarem plastycznym (→ Uszczelnienia promieniowe wału). Te gotowe do zamontowania elementy składają się zwykle z metalowej obudowy lub metalowego wzmocnienia, korpusu z syntetycznego kauczuku, wargi uszczelniającej oraz pierścieniowej sprężyny zaciskowej. Warga uszczelniająca jest dociskana do wału przez sprężynę zaciskową. Zależnie od materiału uszczelnienia i substancji, która ma być zatrzymywana i/lub odrzucana, powszechnie stosowane materiały na uszczelnienia promieniowe wałów mogą pracować w temperaturach od –55°C (–65°F) do +200°C (+375°F).

Powierzchnia współpracująca z uszczelnieniem – część wału, z którą styka się warga uszczelniająca – ma bardzo duży wpływ na skuteczność uszczelnienia. Twardość powierzchni współpracującej powinna wynosić co najmniej 45 HRC, a głębokość warstwy utwardzonej co najmniej 0,3 mm. Struktura powierzchni powinna być zgodna z normą ISO 4288; chropowatość (Ra) powinna wynosić od 0,2 do 0,5 μm. W zastosowaniach, w których prędkości są niskie, smarowanie jest dobre, a stopień zanieczyszczenia niewielki, dopuszczalna jest mniejsza twardość. W przypadku smarowania olejowego, dla uniknięcia niepożądanego efektu pompowania powodowanego przez śrubowe rysy szlifierskie, zalecane jest szlifowanie poprzeczne.

Jeżeli głównym zadaniem uszczelnienia promieniowego wału jest zatrzymanie środka smarnego w węźle łożyskowym, to uszczelnienie powinno zostać zamontowane z wargą uszczelniającą skierowaną do wewnątrz (ilustr. 14). Jeżeli głównym zadaniem uszczelnienia jest ochrona przed wnikaniem zanieczyszczeń do wnętrza węzła łożyskowego, to warga uszczelniająca powinna być skierowana na zewnątrz, dalej od łożyska (ilustr. 15). → Uszczelnienia promieniowe wałów

SKF dostarcza także poliuretanowe uszczelnienia promieniowe wałów wykonywane metodą obróbki skrawaniem. → Uszczelnienia wykonywane metodą obróbki skrawaniem

OSTRZEŻENIE

Środki bezpieczeństwa dla kauczuku fluorowego i politetrafluoroetylenu


Kauczuk fluorowy (FKM) i politetrafluoroetylen (PTFE) są bardzo trwałymi i nieszkodliwymi materiałami w normalnych warunkach pracy – w temperaturze do +200°C (+390°F). Jednakże narażone na działanie wysokiej temperatury, przekraczającej +300°C (+570°F), np. w wyniku działania ognia lub płomienia palnika, FKM i PTFE wydzielają niebezpieczne opary. Wdychanie tych oparów oraz ich kontakt z oczami mogą być szkodliwe. Co więcej, uszczelnienia z tych materiałów raz podgrzane do tak wysokiej temperatury pozostają niebezpieczne nawet po ostygnięciu. Dlatego nie należy dopuścić do ich kontaktu ze skórą.

W razie konieczności obsługi łożysk z uszczelnieniami, które zostały narażone na działanie wysokich temperatur, np. w związku z demontażem łożyska, należy stosować następujące środki ostrożności:
  • Zawsze noś okulary ochronne, rękawice i odpowiedni aparat oddechowy.
  • Pozostałości uszczelnienia umieść w szczelnym pojemniku z tworzywa sztucznego oznaczonym symbolem „substancja żrąca”.
  • Postępuj zgodnie z zaleceniami dotyczącymi bezpieczeństwa zamieszczonymi w odpowiedniej karcie charakterystyki substancji niebezpiecznej (MSDS).

Gdyby doszło do kontaktu z uszczelnieniami, należy umyć ręce dużą ilością wody z mydłem; w razie kontaktu z oczami, przepłukać oczy dużą ilością wody i niezwłocznie skontaktować się z lekarzem. Gdyby doszło do wdychania oparów, należy natychmiast skontaktować się z lekarzem.

Użytkownik jest odpowiedzialny za prawidłowe użytkowanie wyrobu w toku jego eksploatacji oraz za jego późniejsze usunięcie w prawidłowy sposób. Firma SKF nie ponosi odpowiedzialności za niewłaściwe obchodzenie się z uszczelnieniami wykonanymi z FKM lub PTFE ani za żadne obrażenia wynikające z ich stosowania.

Pierścienie uszczelniające typu V

Pierścienie uszczelniające typu V (ilustr. 16) mogą być stosowane do uszczelniania węzłów łożyskowych smarowanych zarówno smarem plastycznym, jak i olejem. Sprężysty korpus uszczelnienia z kauczuku jest ciasno osadzany na wale i kręci się razem z nim, podczas gdy warga uszczelniająca wywiera lekki nacisk w kierunku osiowym na nieruchomy element, taki jak oprawa. Zależnie od materiału, pierścienie uszczelniające typu V mogą być stosowane w temperaturach pracy od –40 do +200°C (od –40 do +390°F). Są one proste w zabudowie i przy niskich prędkościach obwodowych dopuszczają stosunkowo dużą niewspółosiowość wału względem oprawy.

Zalecane wykończenie powierzchni współpracujących (struktura powierzchni) zależy od prędkości obwodowej (→ Powierzchnia współpracującatabela 1). Przy prędkościach obwodowych powyżej 8 m/s, korpus uszczelnienia musi być ustalony osiowo na wale. Przy prędkościach powyżej 12 m/s, korpus musi być zabezpieczony przed jego podniesieniem na wale. W tym celu można użyć pierścienia podpierającego z blachy stalowej. Kiedy prędkości obwodowe przekraczają 15 m/s, warga uszczelniająca odrywa się od powierzchni współpracującej, wskutek czego pierścień uszczelniający typu V staje się uszczelnieniem szczelinowym.

Pierścienie uszczelniające typu V cechują się dobrą skutecznością uszczelnienia – można ją przypisać korpusowi uszczelnienia, który działa jako odrzutnik, odpychając zanieczyszczenia stałe i ciecze. Z tego względu pierścienie typu V montuje się zazwyczaj na zewnątrz oprawy przy smarowaniu smarem plastycznym oraz wewnątrz oprawy z wargą skierowaną w kierunku od łożyska przy smarowaniu olejowym. W roli uszczelnienia dodatkowego (pomocniczego), pierścienie typu V chronią uszczelnienie główne przed nadmiernym dostępem zanieczyszczeń i wilgoci.

Dla dodatkowej ochrony w warunkach ekstremalnego zanieczyszczenia, SKF oferuje też uszczelnienia MVR. → Uszczelnienia osiowe wałów MVRilustr. 17

Uszczelnienia osiowe zaciskane

Uszczelnienia osiowe zaciskane (ilustr. 18) są stosowane jako uszczelnienia dodatkowe (pomocnicze) na wałach o dużej średnicy w zastosowaniach wymagających dodatkowej ochrony dla uszczelnienia głównego. Są one zaciskane we właściwej pozycji na elemencie nieruchomym i uszczelniają osiowo względem obracającej się powierzchni współpracującej. W przypadku uszczelnienia tego typu wystarczy, żeby powierzchnia współpracująca była wykończona za pomocą precyzyjnego toczenia i miała chropowatość Ra = 2,5 μm.

Uszczelnienia mechaniczne

Uszczelnienia mechaniczne (ilustr. 19) są stosowane do uszczelniania łożyskowań smarowanych olejem lub smarem plastycznym, których prędkości są stosunkowo niskie, a warunki pracy bardzo trudne. Uszczelnienia mechaniczne składają się z dwóch stalowych pierścieni ślizgowych o dokładnie obrobionych powierzchniach uszczelniających oraz dwóch talerzowych podkładek sprężystych z mieszanki kauczukowej, które ustawiają pierścienie ślizgowe w otworze oprawy i zapewniają wymagany równomierny docisk ich uszczelniających powierzchni czołowych. Nie ma żadnych specjalnych wymagań odnośnie powierzchni osadzenia w otworze oprawy.

Inne uszczelnienia

Uszczelnienia filcowe (ilustr. 20) są zwykle stosowane przy smarowaniu smarem plastycznym. Uszczelnienia te są proste, tanie i mogą być stosowane przy prędkościach obwodowych do 4 m/s oraz w temperaturach pracy do +100°C (+205°F). Powierzchnia współpracująca powinna być oszlifowana do chropowatości Ra ≤ 3,2 μm. Skuteczność uszczelnienia filcowego można znacznie zwiększyć, montując jako uszczelnienie dodatkowe proste uszczelnienie labiryntowe. Uszczelnienia filcowe, przed umieszczeniem w rowku oprawy, trzeba moczyć w oleju rozgrzanym do około +80°C (+175°F).

Uszczelnienia metalowe (ilustr. 21) – w postaci tarcz – są prostym, tanim i zajmującym mało miejsca uszczelnieniem do łożysk smarowanych smarem plastycznym. Tarcze te są mocno dociskane do czoła pierścienia zewnętrznego lub wewnętrznego łożyska i wywierają sprężysty osiowy nacisk na drugi pierścień. Po upływie pewnego okresu docierania powstaje wąska szczelina, wskutek czego uszczelnienie staje się bezstykowe.

SKF logo