Tätningskullager – Tätningar, tätningsbrickor och täckbrickor

Kullager är viktiga komponenter i många maskiner och utrustning och spelar en central roll för lågfriktionsrörelse av delar. Designbaserat skydd av rullningslager mot överbelastning och fel på grund av överhettning, förorening och yttre påverkan är därför en av de grundläggande uppgifterna för en designingenjör. Kullager kan till exempel tätas eller så kan man använda rullager som redan förseglats av fabriken för att uppnå längsta möjliga livslängd. För att minimera friktion och slitage är det nödvändigt att se till att lagren är tillräckligt smorda. Som en del av underhållet måste kullagren därför kontrolleras och smörjas om efter behov. Den moderna industritekniken använder emellertid alltmer självsmörjande eller icke-servicebara tätade rullager, som redan är utrustade av tillverkaren med motsvarande tätningselement och smörjmedelsavlagringar.

Vad är tätningar och täckbrickor för kullager?

Tätningar och täckbrickor är specialdesignade komponenter som är avsedda att skydda lagrets insida mot yttre föroreningar i allmänhet samtidigt som de förhindrar att smörjmedel läcker ut. Täckbrickor är icke-abrasiva (kontaktlösa) rullningslagertätningar. Täckbrickor trycks vanligtvis in i kullagrets ytterring. Det finns ett mellanrum mellan den inre ringen och den yttre ringen, varför fullständig tätning inte är möjlig. Täckbrickor ska inte förväxlas med tätningsbrickor (inklusive tätningsbrickor av gummi) och baffelplattor. Tätningsbrickor finns i olika versioner. Beroende på vilket material som används och tätningsbrickans form kan dessa även utformas som kontakttätningar. Detta resulterar vanligtvis i en bättre lagertätning. En tät tätning kommer dock att orsaka friktion, vilket resulterar i friktionsrelaterade energiförluster och högre lagertemperaturer.

• 1 - Borrhål
• 2 - Baffelplatta
• 3 - Axel

Till skillnad från täckbrickor är baffelplattor i allmänhet inte integrerade direkt i rullningslagret, men placeras stationärt bredvid lagret. De håller fettet nära lagren och minskar läckaget av fett även vid högre omkretshastigheter eller när smörjmedlets viskositet minskar i höga temperaturintervall.

Varför är tätningar viktiga?

Öppna lager kan inte användas i alla situationer, t.ex. i miljöer som kännetecknas av hög förorening. Lager med gummitätningar rekommenderas i dessa fall. För kullager har tätningar och täckbrickor huvudfunktionen att skydda insidan mot inträngande damm, främmande partiklar och fukt, vilket minskar rotationsblockering på grund av beslagtagna eller rostiga främmande partiklar och förbättrar hållbarheten. Tätningar skyddar också mot oönskat läckage av smörjmedel, vilket bibehåller smörjeffekten i kullagret.

Typer av tätningar

I allmänhet kan tätningar delas in i två kategorier: kontaktande och icke-kontaktande tätningar. Följande typer av tätningar särskiljs också beroende på hur de delar som ska förseglas rör sig i förhållande till varandra: Statiska tätningar (ingen rörelse), translationella tätningar (linjär rörelse) och rotationstätningar (roterande rörelse). Följande tabell ger en översikt över fördelarna och nackdelarna med kontaktande och icke-kontaktande tätningar, samt några exempel:

• 1 - Öppet kullager med djupt spår
• 2 - Täckbricka på ena sidan (t.ex. Z)
• 3 - Täckbricka på båda sidor (t.ex. ZZ / 2Z)
• 4 - Kontaktfri tätning (t.ex. VV eller 2RZ)
• 5 - Kontakttätning (t.ex. DDU eller 2RS)

Olika tätningar kan användas för kullager. I detta sammanhang erbjuder MISUMI ett brett utbud av axeltätningsringar och kullager med olika tätningsalternativ. Särskilda axeltätningsringbord finns tillgängliga för att underlätta valet.

Rillade kullager med olika tätningar

Olika bokstavskombinationer används för att referera till rillade kullager baserat på typen av tätning. Följande översikt visar kullager med djupa rillningar med olika tätningstyper och deras fördelar och nackdelar:

Axeltätningsringar

Förutom tätningar och tätningsbrickor finns det andra konstruktionsbaserade lösningar som axeltätningsringar, även kallade Simmerringar (efter utvecklaren Walther Simmer). Axeltätningsringar skyddar axlar och lager mot damm, vätskor och andra föroreningar. De förhindrar också att vätskor eller smörjmedel läcker ut från en roterande axel eller axel. Det finns olika axeltätningsringar, t.ex.:

• Ring för radiell axeltätning
• Ring för axiell axeltätning
• Labyrinttätning
• Teflontätning

Ring för radiell axeltätning

En radiell axeltätning är en läpptätning för tätning av roterande axlar. De är monterade med ett fast säte i höljet eller höljeskåpan. En radialaxeltätningsring består i allmänhet av en tätningsläpp, en metallförstyvningsring och en ringformig skruvspänningsfjäder.

• 1 - Tätande läpp
• 2 - Skruvspänningsfjäder
• 3 - Metallring

När den trycks på axeln expanderas tätningsläppen tillsammans med fjäderbrickan. Tätningsläppen ligger direkt på ytan av den roterande axeln. Radiala axeltätningsringar används ofta för lager med ett tvådelat hus.

Vanligtvis är radiella axeltätningar tätningar som kommer i kontakt med varandra, men kan också utformas för att vara beröringsfria vid höga rotationshastigheter.

Kriterier för val av tätningar och täckbrickor

Följande kriterier bör beaktas vid val av tätningar och täckbrickor:

• Typ av tätning eller täckning: Fastställ huvudsyftet (förhindra att vätska kommer in i eller bara täcker öppningen). Är en kontaktfri tätning tillräcklig eller uppfyller endast en kontakttätning syftet?
• Miljöförhållanden: Parametrar som temperatur, luftfuktighet, kemisk exponering och tryck måste fastställas.
• Val av material: Valet av material beror på vilket medium tätningen utsätts för, såsom olja, vatten, syror, alkalier eller aggressiva kemikalier. Vanliga material är gummi, elastomerer, teflon, metaller och plast.
• Mekaniska laster: Mekaniska laster som vibrationer, stötbelastningar och rörelser som kan påverka tätningen eller täckbrickan måste observeras. Tätningarna ska kunna hantera dessa laster utan skador eller läckage.
• Kostnadseffektivitet: Kostnadsfaktorer (t.ex. kvantiteter, förväntade underhållskostnader) måste beaktas.

Materialval för tätningar

MISUMI erbjuder tätningar, t.ex. tillverkade av följande material:

• Nitrilgummi (NBR): NBR är särskilt oljeresistent (särskilt mot hydrauloljor, mineraloljor etc.), väderbeständig och erbjuder god allmän motståndskraft mot många kemikalier. Tillämpningsområdet är -40 till 108 °C. NBR används ofta i plana packningar (dessa är statiska packningar installerade som tätningselement, t.ex. mellan två flänsar).
• Fluorgummi (FKM - även känt som Viton): FKM kännetecknas av utmärkt motståndskraft mot kemikalier, höga temperaturer och olika oljor och bränslen. FMK har också en låg gaspermeabilitet. Särskilda FKM-tätningar är särskilt resistenta mot bland annat syror
• Polytetrafluoroetylen (PTFE – även kallat teflon): PTFE kännetecknas av låg friktion och mycket hög temperaturbeständighet (200 till 260 °C, tillfälligt upp till 300 °C). Den kan utsättas för aggressiva kemikalier.