Een motor van 15 kW die op 6.000 tpm draait, mag niet elke acht maanden de lipafdichtingen vernielen. Wanneer dat het geval is, doet de afdichting precies waarvoor hij is ontworpen: een rubberen lip tegen een roterend oppervlak drukken, en de hitte van die wrijving maakt het geheel af. Het vervangen van die lipafdichting door een contactloze afdichting lost het probleem vaak in één stap op, omdat de afdichting nergens meer mee in aanraking komt. Contactloze afdichtingen geven een beetje bescherming tegen verontreiniging in ruil voor lagere wrijving, lagere bedrijfstemperatuur, een hoger snelheidsplafond en een langere levensduur van het vet. Voor schone, snelle of warme apparatuur is die uitwisseling meestal de juiste keuze.
Wat telt als een contactloze afdichting
Een contactloze afdichting houdt smeermiddel binnen en vervuiling buiten, zonder wrijving tussen de roterende en stationaire onderdelen tijdens normaal gebruik. Bij lagerwerkzaamheden kom je vier veel voorkomende varianten tegen:
- Geperst stalen schild, weergegeven als het achtervoegsel ZZ op het onderdeelnummer van een lager
- Labyrintafdichting, machinaal bewerkt als een baan van bochten in een ring of behuizing
- V-afdichting of gap-afdichting, zit dicht bij een schouder zonder erop te drukken
- Hybride ontwerpen die een labyrintpad combineren met een lichtdeflector of een viltelement
Het geperst stalen schild is de eenvoudigste en goedkoopste van de groep en kan goed omgaan met grof stof, vetophoping en hoge snelheden. Een labyrint is de sterkste optie in de groep als het voldoende interne bochten en een afvoerpad heeft, maar het vereist ook het meest zorgvuldige ontwerpwerk en de meest nauwkeurige bewerking.
Wat je wint is meetbaar. Het wrijvingskoppel blijft laag en stabiel gedurende de levensduur van het lager, de warmteontwikkeling neemt af, het grenstoerental neemt toe en de levensduur van het vet verbetert omdat de basisolie niet kookt door afdichtingswrijving. Er is ook geen slijtgroef in de as of bus gesneden, wat van belang is als de as duur of moeilijk te vervangen is.
Wat je opgeeft is net zo duidelijk. De opening die wrijving wegneemt, is ook een pad. Fijn stof, koelmiddelnevel, spoelwater en onderdompeling vinden hun weg door een gewone contactloze afdichting, dus zware vervuiling, reinigingscycli van voedselfabrieken en ondergedompeld gebruik vereisen normaal gesproken een contactafdichting, een secundaire barrière of een spoeling.
Afdichtingstypen op hetzelfde lager vergelijken
In de onderstaande tabel zijn de gemeenschappelijke opties op dezelfde criteria geplaatst, zodat de wisselwerking tussen wrijving en bescherming eerder zichtbaar dan verondersteld wordt.
De keuze van afdichtingen is altijd een afweging tussen wrijving en bescherming tegen verontreiniging, en geen enkele optie wint aan beide kanten. | Afdichtingstype | Contact met pasoppervlak | Wrijving en hitte | Bescherming tegen besmetting | Typische plicht |
| Geperst stalen schild, ZZ | Geen | Zeer laag en stabiel | Matige, grove stof- en vetopname | Schoon, hoge snelheid, breed temperatuurbereik |
| Labyrint zegel | Geen | Zeer laag | Matig tot hoog bij gebruik van afvoergroeven | Versnellingsbakken, grote machines, spatten en nevel |
| V-afdichting, opening of licht contact | Weinig of geen | Laag | Goed tegen licht stof en spatten | Elektromotoren, ventilatoren, hogere snelheid |
| Nitril lipafdichting, 2RS | Continu | Hoog en stijgend met snelheid | Hoog, bestand tegen water en fijn stof | Laag speed, wet or dirty duty |
| PTFE-lipafdichting | Continu | Matig tot hoog | Hoge, plus chemische resistentie | Chemische en voedselapparatuur, warme dienst |
Hoe een contactloze afdichting vuil buiten houdt
Bescherming bij een contactloze afdichting komt van het pad en niet van een barrière. Het begrijpen van drie factoren verklaart de meeste resultaten in de echte wereld.
Labyrintgeometrie en deeltjesmomentum
Een labyrint dwingt lucht en deeltjes meerdere keren van richting te veranderen. Elke draai vermindert de druk en vangt deeltjes op in een groef, zodat de vervuiling verder en met minder energie moet reizen om het lager te bereiken. Op een roterende ring werpt de middelpuntvliedende kracht deeltjes naar buiten voordat ze de binnenste opening bereiken. Een enkele rechte opening presteert veel slechter dan een pad met drie of vier richtingsveranderingen. Daarom kunnen twee afdichtingen met dezelfde nominale maat zich tijdens gebruik totaal verschillend gedragen.
Opruiming en thermische groei
De goedkeuring bepaalt of een contactloze afdichting werkt of faalt. Radiale openingen in de buurt van 0,1 tot 0,3 mm per zijde zijn typisch voor kleine en middelgrote lagers, en moeten opnieuw worden berekend als de behuizing van aluminium is en de as van staal, als de bedrijfstemperatuur meer dan ongeveer 60 graden Celsius verschilt van de montagetemperatuur, of als de as merkbare slingering vertoont. Een opening die zich sluit bij bedrijfstemperatuur wordt een wrijvende afdichting zonder de voordelen en alle slijtage.
Oriëntatie, afvoeren en vetafvoer
De meeste contactloze ontwerpen zijn directioneel. De roterende deflector moet naar de vervuilingsbron gericht zijn, zodat deeltjes uit het lager worden weggeslingerd, en de stationaire groef moet aan de schone kant zitten. Een afvoergat op het laagste punt van de behuizing laat water en condens wegstromen in plaats van zich tegen de opening te verzamelen. Een beetje vet verwijderen helpt ook, omdat een kleine hoeveelheid vet die door de opening komt, deeltjes met zich meevoert en het pad van binnenuit afdicht.
Waar contactloze afdichtingen het beste passen
Deze toepassingen stellen zelden teleur:
- Elektromotoren en ventilatoren, waarbij de snelheid constant is en de omgeving schoon of licht stoffig is
- Hogesnelheidsspindels en aandrijvingen van werktuigmachines, waarbij wrijvingswarmte de nauwkeurigheid beperkt
- Tandwielkasten en pomphuizen met oliespatten, waarbij een afvoertraject machinaal kan worden bewerkt
- Robotverbindingen en lineaire geleidingssystemen, waarbij een lange levensduur van het vet belangrijker is dan een strakke barrière
- Industriële automatisering draait op gefilterde lucht in een gecontroleerde werkplaats
Deze toepassingen hebben meestal iets meer nodig:
- Gieterijen, mijnbouw en aggregaatbehandeling, waar schurend stof in grote hoeveelheden aanwezig is
- Voedsellijnen met dagelijkse spoeling en bijtende reinigingsmiddelen
- Ondergedompelde pompen en continu natte machines
- Zeer fijn geleidend stof, zoals grafiet of metaalpoeder, dat een nauwe spleet kan overbruggen
Kleine en middelgrote kogellagers met diepe groef zijn het werkpaard in de meeste van de bovengenoemde schone toepassingen, van ventilatormotoren tot pompaandrijvingen, en het afdichtingsachtervoegsel bepaalt hoe ze zich in elk daarvan gedragen.
Kleine en middelgrote kogellagers met diepe groef Bekijk diepgroefkogellagers voor ventilatormotoren, pompaandrijvingen en soortgelijke apparatuur voor schoon gebruik, waarbij het achtervoegsel afdichting de prestaties bepaalt. Bekijk Product → Selectiecriteria die het resultaat bepalen
Werk deze punten in volgorde door, omdat elk punt de opties voor de volgende verkleint:
- Snelheid. Vergelijk het vereiste toerental met het grenstoerental voor de gekozen afdichtingsmethode, niet alleen voor het lager
- Temperatuurbereik en temperatuurverschil, inclusief het verschil tussen montage- en bedrijfsomstandigheden
- Soort verontreiniging en deeltjesgrootte, omdat fijn poeder zich heel anders gedraagt dan grof gruis of vloeistofspatten
- Smeermethode, omdat het vetspoelgedrag afhankelijk is van de vulhoeveelheid en de viscositeit van de basisolie
- Beschikbare axiale en radiale ruimte voor een labyrint met voldoende bochten
- Onderhoudstoegang, omdat een afdichting die niet kan worden geïnspecteerd, in zijn geheel wordt vervangen
Wanneer snelheid en gecombineerde radiale en axiale belastingen samen optreden, worden dubbelrijige hoekcontactkogellagers uit de 52- en 53-serie vaak gespecificeerd met contactloze schilden, omdat wrijvingswarmte bij snelheid meer kost dan de extra afdichting die ze opleveren.
52 en 53 serie hoekcontactlagers met dubbele rij Overweeg hoekcontactlagers uit de 52- en 53-serie voor gecombineerde radiale en axiale belastingen bij hoge snelheid, waarbij contactloze schilden de wrijvingswarmte verminderen. Bekijk Product → Installatie en behandeling die de opening beschermt
De opening is klein van opzet, dus de zorg voor de montage is belangrijker dan bij een lipafdichting:
- Meet na montage de daadwerkelijke tussenruimte, niet alleen op de tekening, en controleer deze na de eerste keer nogmaals op een warme unit
- Houd de afdichtingsgroef vrij van overtollig vet voordat u de behuizing sluit, aangezien een geblokkeerd pad in een wrijving verandert
- Druk op de ring die wordt gemonteerd en nooit door het schild of de labyrintring
- Controleer de concentriciteit en de asslingering, omdat een opening die ongelijk is aan de omtrek zich eerst aan één kant zal sluiten
- Controleer de richting van de afvoer en de deflector voordat de behuizing wordt vastgeschroefd
- Controleer na de eerste bedrijfsuren op schuurplekken, terwijl correctie nog steeds goedkoop is
Faalmodi en wat ze u vertellen
De meeste contactloze afdichtingsproblemen komen op een klein aantal herkenbare manieren tot uiting.
Het diagnosticeren van een contactloze afdichting is meestal een kwestie van het matchen van het symptoom met een probleem met speling, oriëntatie of smering. | Symptoom | Waarschijnlijke oorzaak | Wat u eerst moet controleren |
| Vet huilt uit de opening | Overmatig smeren of een te open opening | Vulhoeveelheid en gemeten speling |
| Donkere strepen nabij de opening | Fijn stof passeert het labyrint | Aantal beurten en eventueel secundair schild |
| Temperatuurstijging na een paar uur | Wrijf over de opening veroorzaakt door thermische groei | Speling bij bedrijfstemperatuur |
| Roest op de buitenring of boring | Binnendringend water of condensatie | Afvoerpositie en spatbescherming |
| Lawaai zonder zichtbare schade | Onjuiste oriëntatie of droog pad | Deflectorrichting en smering |
Een afdichting matchen met de lagerserie
Het achtervoegsel op een onderdeelnummer is een korte handleiding voor het afdichtingsprincipe. ZZ betekent een geperst stalen schild zonder contact, en 2RS betekent een rubberen lipafdichting. Hoekcontactkogellagers met dubbele rij in de 30- en 38-serie worden in beide vormen geleverd, zodat hetzelfde lager kan dienen als een schone hogesnelheidseenheid of een vuilere lagesnelheidseenheid, afhankelijk van het gekozen achtervoegsel bij het invoeren van de bestelling. Groefkogellagers volgen dezelfde logica, met schilden voor motoren en ventilatoren en lipafdichtingen voor nat of stoffig gebruik.
30- en 38-serie hoekcontactlagers met dubbele rij Vergelijk ZZ contactloze schilden en 2RS contactafdichtingen om de snelheidslimieten tegen stof- en vochtbescherming in deze lagers uit de 30- en 38-serie in evenwicht te brengen. Bekijk Product → Wanneer de keuze tussen een hogere snelheidslimiet en een strakkere afdichting nog onduidelijk is, gaat deze opmerking verder afdichtingstype en snelheidsselectie voor 3802 lagers doorloopt dezelfde beslissing met een uitgewerkt voorbeeld.
Een korte checklist voordat u opgeeft
- Bevestig de verontreiniging en beslis of een opening überhaupt acceptabel is
- Bereken de speling bij bedrijfstemperatuur, niet bij kamertemperatuur
- Controleer de grenssnelheid voor de sealmethode die u wilt gebruiken
- Ontwerp vanaf het begin de afvoer en de richting van de deflector in de behuizing
- Plan een vetreinigingstraject en een realistisch nasmeerinterval
- Inspecteer het eerste apparaat na een korte run en noteer de gemeten tussenruimte
Contactloze afdichtingen zijn geen universeel antwoord, maar ze zijn veel vaker het betere antwoord dan ze worden gebruikt. Zorg voor de juiste speling, houd het pad schoon en richt de deflector naar het vuil, en een afgeschermd of labyrintontwerp zal meerdere sets contactafdichtingen in dezelfde positie overleven. Als u aan een specifiek behuizings- of belastingsgeval werkt, kunt u het volledige assortiment bekijken van a lagerfabrikant in Cixi, Ningbo die zowel verzegelde als afgeschermde versies van dezelfde serie bouwt.
