Cookies na webu SKF

Společnost SKF na svých stránkách používá soubory cookies, které jí umožňují nabídnout návštěvníkům informace v co nejvhodnější formě, například pro zvolenou zemi a jazyk.

cookie_information_popup_text_2[151]

Vnější těsnění

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

Ložisková uložení obecně tvoří hřídel, ložiska, těleso (tělesa), mazivo, související díly a těsnění. Těsnění mají zásadní vliv na čistotu maziva a provozní trvanlivost ložisek.
Část Díly a materiály obsahuje obecný popis těsnění používaných u zakrytých ložisek. Podrobné informace jsou uvedeny v části týkající se příslušného výrobku.
Tato část popisuje vnější těsnění ložisek a jejich vliv na výkonnost ložiska. Vzhledem k významu pro ložiskové aplikace se následující část zabývá výhradně kontaktními a bezkontaktními hřídelovými těsněními, jejich různými konstrukcemi a provedeními.

Kritéria volby těsnění
Těsnění pro ložiskové aplikace by měla zajišťovat maximální ochranu při minimálním tření a opotřebení za převládajících provozních podmínek. Protože výkonnost a provozní trvanlivost ložiska úzce souvisí s účinností a čistotou maziva, je těsnění klíčovou součástí. Další informace o vlivu pevných nečistot na výkonnost ložiska jsou uvedeny v části Součinitel znečištění, ηc.

Při volbě nejvhodnějšího těsnění pro konkrétní systém ložiska, hřídele a tělesa je třeba zvážit řadu faktorů. Patří mezi ně:
  • typ maziva: olej nebo plastické mazivo
  • typ nečistot: pevné částice, kapaliny nebo obojí
  • obvodová rychlost v místě těsnicího břitu
  • orientace hřídele vodorovně nebo svisle
  • možná nesouosost nebo průhyb hřídele
  • házení a soustřednost
  • dostupný prostor
  • tření těsnění a související zvýšení teploty
  • vliv na životní prostředí
  • cena
  • požadovaná provozní doba
  • požadavky na údržbu
Další informace jsou uvedeny v části Těsnění pro přenos výkonu.

Typy těsnění
Účelem těsnění je zadržovat mazivo a bránit průniku nečistot do kontrolovaného prostředí.

Existuje několik základních typů těsnění:
  • bezkontaktní těsnění
  • kontaktní těsnění
  • statická těsnění
Bezkontaktní hřídelové těsnicí kroužky vytvářejí úzkou štěrbinu mezi nepohyblivým a otáčejícím se dílem. Štěrbina může být radiální, axiální nebo kombinovaná. Bezkontaktní těsnění, která zahrnují jak jednoduchá těsnění s jednou štěrbinou, tak vícestupňová labyrintová těsnění (obr. 1), nepodléhají opotřebení.

Těsnění, která se dotýkají kluzných povrchů, se nazývají kontaktní těsnění. Používají se pro utěsnění mezer mezi díly stroje, které se vůči sobě vzájemně pohybují, ať již lineárně či obvodově.

Nejrozšířenější těsnění představuje hřídelový těsnící kroužek (obr. 2) umístěný mezi nepohyblivý a rotující díl.

Těsnění mezi nepohyblivými povrchy se nazývají statická těsnění. Jejich účinnost závisí na radiální nebo axiální deformaci jejich profilu při montáži. Plochá těsnění (obr. 3) a O-kroužky (obr. 4) představují typické příklady statických těsnění.

Bezkontaktní těsnění
Nejjednodušším těsněním používaným vně ložiska je štěrbinové těsnění, které vytváří úzkou spáru mezi hřídelem a tělesem (obr. 5). Tento typ těsnění se používá zejména v aplikacích mazaných plastickým mazivem, které jsou provozovány v suchém a bezprašném prostředí. Účinnost těsnění lze zvýšit jednou nebo několika soustřednými drážkami, které jsou vyfrézovány v díře krytu tělesa na konci hřídele (obr. 6). Plastické mazivo, které uniká spárou, vyplňuje drážky a pomáhá bránit průniku nečistot.

V případě mazání olejem a vodorovných hřídelů je vhodné v závislosti na směru otáčení hřídele vyfrézovat pravotočivé nebo levotočivé spirálové drážky v hřídeli nebo díře tělesa (obr. 7). Tyto drážky slouží ke vracení unikajícího oleje zpět do ložiska. Proto je důležité, aby se hřídel otáčel pouze v jednom směru.

V hřídeli lze vyfrézovat i jiné tvary. Hřídel a těleso lze opatřit drážkami jiných než spirálových tvarů, které plní ochrannou a odstřikovací funkci. Přídavné hřídelové kroužky mohou bránit úniku oleje nezávisle na směru otáčení.

Jednostupňová nebo vícestupňová labyrintová těsnění, obvykle používaná při mazání plastickým mazivem, jsou mnohem účinnější než jednoduchá štěrbinová těsnění, ale jsou také dražší. Jejich účinnost lze dále zvýšit pravidelným přiváděním plastického maziva do drážek labyrintu prostřednictvím kanálku. Drážky labyrintového těsnění mohou být uspořádány axiálně (obr. 8) nebo radiálně (obr. 9), a to v závislosti na typu ložiskového tělesa (dělené nebo nedělené), postupu montáže, dostupném prostoru atd. Radiální drážky labyrintu (obr. 8) zůstávají při axiálním posouvání hřídele za provozu beze změny, a proto mohou být velmi úzké. Pokud může vzniknout úhlová nesouosost hřídele vůči tělesu, lze použít labyrinty se šikmými drážkami (obr. 10).

Účinná a levná labyrintová těsnění lze sestavit z těsnicích podložek SKF (obr. 11). Těsnicí účinek se zvyšuje s rostoucím počtem sad těsnicích podložek a lze jej dále zvýšit zařazením kartáčových kroužků. Další informace o těchto těsnicích podložkách naleznete v části Těsnění pro přenos výkonu.

Odstřikovací kroužky (obr. 12) se často montují na konec hřídele jako kryty. V případě mazání olejem se rovněž používají odstřikovací kroužky, drážky nebo kotouče. Olej z odstřikovacího kroužku se shromažďuje v drážce tělesa a vrací se vhodnými kanálky zpět do jímky tělesa (obr. 13).

Kontaktní těsnění
Existují čtyři běžné typy kontaktních těsnění: Typ těsnění zvoleného pro konkrétní aplikaci obvykle závisí na následujících faktorech:
  • hlavní účel těsnění (zadržování maziva nebo zabraňování průniku nečistot)
  • typ maziva (olej, plastické mazivo nebo jiný)
  • provozní podmínky (otáčky, teplota, tlak a prostředí)

Hřídelové těsnicí kroužky

Hřídelové těsnicí kroužky (obr. 14 a obr. 15) jsou kontaktní těsnění používaná v aplikacích mazaných olejem a plastickým mazivem (→ Hřídelové těsnicí kroužky). Tyto součásti připravené k okamžité montáži obvykle tvoří kovová výztuž, těleso ze syntetické pryže, těsnicí břit a kovová pružina. Těsnicí břit je přitlačován k hřídeli kovovou pružinou. V závislosti na materiálu těsnění a těsněném médiu mohou být hřídelové těsnicí kroužky z běžných materiálů používány při teplotách od -55 °C (-65 °F) do +200 °C (390 °F).

Těsnicí plocha, což je část hřídele, která je v kontaktu s těsnicím břitem, má zásadní vliv na účinnost těsnění. Těsnicí plocha by měla mít tvrdost alespoň 45 HRC do hloubky minimálně 0,3 mm. Drsnost povrchu by měla být v souladu s normou ISO 4288 a v rozmezí směrných hodnot Ra = 0,2 až 0,5 μm. V aplikacích s nízkými otáčkami, dobrým mazáním a minimálním znečištěním může být tvrdost i nižší. Pro mazání olejem SKF doporučuje brousit těsnicí plochy zápichovým broušením, které zabraňuje vzniku čerpacího efektu vyvolaného šroubovitými stopami po broušení.

Jestliže je prvořadým účelem hřídelového těsnicího kroužku zadržování maziva, těsnění by mělo být namontováno tak, aby těsnicí břit byl obrácen dovnitř (obr. 14). Jestliže je prvořadým účelem těsnění zabránit pronikání nečistot do ložiska, břit by měl být obrácen ven, tj. směrem od ložiska (obr. 15). → Hřídelové těsnicí kroužky

SKF rovněž dodává obráběné hřídelové těsnicí kroužky z polyuretanu. → Obráběná těsnění

VAROVÁNÍ

Bezpečnostní opatření při manipulaci s fluorkaučukovou pryží a polytetrafluoretylenem


Fluorkaučuková pryž (FKM) a polytetrafluoretylen (PTFE) jsou velmi stabilní a neškodné za normálních provozních teplot až do 200 °C (390 °F). Pokud jsou ale vystaveny teplotám nad 300 °C (570 °F), například požáru nebo otevřenému plamenu řezacího hořáku, těsnění FKM a PTFE vydávají nebezpečné výpary. Tyto výpary mohou být při vdechnutí nebo vniknutí do očí škodlivé pro zdraví. Těsnění zahřáta na tyto teploty navíc zůstávají nebezpečná i po vychladnutí. Proto by nikdy neměla přijít do styku s pokožkou.

Při manipulaci s těsněními, která byla vystavena vysokým teplotám, např. při demontáži ložiska, je třeba dodržovat následující bezpečnostní zásady:
  • Vždy používejte ochranné brýle, rukavice a vhodný dýchací přístroj.
  • Uložte všechny zbytky těsnění do vzduchotěsné plastové nádoby označené symbolem leptavého materiálu.
  • Dodržujte bezpečnostní opatření podle odpovídajícího bezpečnostního listu (SDS).

Pokud dojde ke kontaktu s těsněním, umyjte si ruce mýdlem a dostatečným množstvím vody a v případě kontaktu s očima si oči vypláchněte dostatečným množstvím vody a neprodleně vyhledejte lékařskou pomoc. Pokud došlo k vdechnutí výparů, neprodleně vyhledejte lékařskou pomoc.

Uživatel odpovídá za správné použití výrobku během jeho provozní trvanlivosti a za jeho správnou likvidaci. SKF nepřejímá žádnou odpovědnost za nevhodné zacházení s těsněními FKM a PTFE ani za případná zranění z toho vyplývající.

Těsnicí V-kroužky

Těsnicí V-kroužky (obr. 16) lze používat při mazání olejem i plastickým mazivem. Pružné pryžové tělo těsnění sevře hřídel a otáčí se s ním, přičemž těsnicí břit doléhá v axiálním směru určitou silou na těsnicí plochu nepohyblivé součásti, jako je např. těleso. V závislosti na materiálu se V-kroužky používají pro provozní teploty mezi –40 a +200 °C (–40 až 390 °F). Jejich montáž je snadná a při nízkých otáčkách snášejí relativně velkou úhlovou nesouosost hřídele.

Doporučená povrchová úprava stykové plochy (drsnost povrchu) závisí na obvodové rychlosti (→ Styková plocha a tabulka 1). Při obvodových rychlostech vyšších než 8 m/s musí být tělo těsnění axiálně zajištěno na hřídeli. Při obvodových rychlostech vyšších než 12 m/s musí být tělo zajištěno proti nadzvedávání z hřídele. K tomu lze použít plechový opěrný kroužek. Při obvodových rychlostech vyšších než 15 m/s se těsnicí břit přestane dotýkat těsnicí plochy a z V-kroužku se stane štěrbinové těsnění.

Dobrý těsnicí účinek V-kroužků je dán tělem těsnění, které působí jako odstřikovací kroužek odpuzující nečistoty a kapaliny. Z tohoto důvodu jsou tato těsnění obecně umisťována mimo těleso u aplikací mazaných plastickým mazivem a uvnitř tělesa s břitem směřujícím od ložiska u aplikací mazaných olejem. V-kroužky ve funkci přídavného těsnění chrání hlavní těsnění před nadměrnými nečistotami a vlhkostí.

Pro zvýšení ochrany aplikací v extrémně znečištěných prostředích SKF rovněž dodává těsnění MVR. → Axiální hřídelová těsnění MVR a obr. 17.

Axiální upínací těsnění

Axiální upínací těsnění (obr. 18) jsou používána jako přídavná těsnění pro hřídele velkých průměrů v aplikacích, kde je nutno chránit hlavní těsnění. Jsou upnuta k nepohyblivému dílu a těsní proti rotující stykové ploše. Pro tento typ těsnění stačí jemně soustružená těsnicí plocha s drsností povrchu Ra = 2,5 μm.

Mechanická těsnění

Mechanická těsnění (obr. 19) jsou určena pro aplikace mazané plastickým mazivem nebo olejem, které pracují při relativně nízkých otáčkách a v náročných provozních podmínkách. Mechanická těsnění jsou tvořena dvěma kluznými ocelovými kroužky s jemně obrobenými těsnicími plochami a dvěma talířovými pružinami z pryžové směsi, které přidržují kluzné kroužky v díře tělesa a vytvářejí potřebné předpětí na těsnicích plochách. Stykové povrchy v díře tělesa nevyžadují žádnou speciální úpravu.

Jiná těsnění

Plstěné těsnicí kroužky (obr. 20) jsou v zásadě určeny pro mazání plastickým mazivem. Je to těsnění, které je levné a jednoduché a vyhovuje pro obvodové rychlosti až do 4 m/s a provozní teploty až do 100 °C (210 °F). Styková plocha by měla být broušená na drsnost povrchu Ra ≤ 3,2 μm. Účinnost plstěného těsnění lze značně zlepšit jednoduchým labyrintovým těsněním, které slouží jako pomocné těsnění. Plstěná těsnění je třeba před vložením do drážek napustit olejem ohřátým na teplotu cca. 80 °C (175 °F).

Kovová těsnění (obr. 21) jsou jednoduché, levné a prostorově nenáročné těsnicí prvky používané pro ložiska mazaná plastickým mazivem. Tato těsnění se opírají buď o vnější, nebo o vnitřní kroužek ložiska a působí určitým axiálním tlakem na druhý kroužek. Po určité době záběhu dojde k vytvoření úzké spáry a stanou se z nich bezkontaktní těsnění.

SKF logo