مهر و موم های لابیرنت غیر تماسی برای یاتاقان ها: طراحی، انتخاب و استفاده واقعی

یک درایو نوار نقاله در یک ریخته گری به مدت هشت ماه کار کرد تا اینکه یاتاقان ها از کار بیفتند. راه اندازی اولیه از مهر و موم های لبه ای لاستیکی استفاده می کرد که روی شفت فشار می آورد. گرد و غبار ساینده راه خود را زیر لب کار کرد، یک شیار در شفت ایجاد کرد و در نهایت گریس را آلوده کرد. تعمیر و نگهداری یاتاقان ها را دو بار قبل از تعویض به مهر و موم لابیرنت غیر تماسی تعویض کرد. مهر و موم جدید هیچ قسمت ساینده ای نداشت، بنابراین شفت را سایش نمی کرد و مسیر پرپیچ و خم بیشتر گرد و غبار را بیرون نگه می داشت. این تغییر عمر بلبرینگ را به بیش از سه سال افزایش داد.

مهر و موم دخمه پرپیچ و خم غیر تماسی یک راه حل جهانی نیست. زمانی که به اصطکاک کم، سرعت بالا یا عمر طولانی در یک محیط کثیف اما نسبتا خشک نیاز دارید، بهترین عملکرد را دارند. این مقاله نحوه عملکرد آنها، اهمیت جزئیات طراحی و محل مناسب بودن آنها در انتخاب بلبرینگ را توضیح می دهد.

کاری که یک هزارتوی غیر تماسی در واقع انجام می دهد

مهر و موم دخمه پرپیچ و خم یک شکاف طولانی و پیچ در پیچ بین شفت چرخان و محفظه ثابت ایجاد می کند. به جای یک فاصله مستقیم، مسیر از میان یک سری شیارها و برآمدگی ها زیگزاگ عبور می کند. آلاینده هایی مانند گرد و غبار، شن یا غبار آب باید در این مسیر حرکت کنند تا به بلبرینگ برسند. هر چرخش ذرات را مجبور به تغییر جهت می‌کند و بسیاری از آنها قبل از عبور از آن‌ها خارج می‌شوند یا حرکت خود را از دست می‌دهند.

از آنجا که هیچ تماس فیزیکی بین قطعات آب بندی وجود ندارد، اصطکاک لغزشی و سایش وجود ندارد. این مزیت اصلی است. همچنین به این معنی است که آب بند گرما تولید نمی کند، بنابراین سرعت شفت را مانند آب بند لبه ای محدود نمی کند. معامله این است که یک هزارتو کاملاً تنگ نیست. اجازه می دهد تا مقدار کمی نشت داشته باشد و نمی تواند سیل مایع یا پودر ریز را تحت فشار نگه دارد. به آن به عنوان یک بازدارنده قوی و نه یک مانع مطلق فکر کنید.

چرا بلبرینگ ها از مهر و موم های لابیرنت غیر تماسی سود می برند؟

یاتاقان ها به دو دلیل اصلی از بین می روند: از بین رفتن روغن کاری و آلودگی. مهر و موم های تماسی آلودگی را برطرف می کنند اما کشش و سایش را اضافه می کنند. مهر و موم های لابیرنت آلودگی را بدون آن مجازات ها بررسی می کنند. در عمل به این معنی است:

• گشتاور اصطکاک کمتر، که اتلاف نیرو و تولید گرما را کاهش می دهد.
• سرعت مجاز بالاتر، اغلب توسط قفس یاتاقان یا روغن کاری به جای مهر و موم محدود می شود.
• هیچ الاستومری برای سخت شدن، ترک خوردن یا متورم شدن وجود ندارد، بنابراین درزگیر در محدوده دمایی وسیعی کار می کند.
• بدون ساییدگی، بنابراین فواصل نگهداری می تواند طولانی تر باشد.

این مزایا در موتورهای پرسرعت، گیربکس ها، پمپ ها و غلتک هایی که در کارخانه های پر گرد و غبار کار می کنند بیشترین اهمیت را دارند. آنها همچنین در کاربردهایی که سطح شفت را نمی توان سخت کرد یا در جایی که آب بند لبه را به شفت می رساند، اهمیت دارند.

جزئیات طراحی که عملکرد را تعیین می کند

هزارتوی غیر تماسی فقط به اندازه ابعادش خوب است. فاصله شعاعی حیاتی ترین است. خیلی سفت است و روتور ممکن است هنگام رشد حرارتی یا ارتعاش استاتور را لمس کند. خیلی شل است و مهر و موم کارایی خود را از دست می دهد. برای یاتاقان های کوچک و متوسط، فاصله شعاعی 0.1 میلی متر تا 0.3 میلی متر معمول است. یاتاقان های بزرگتر ممکن است از 0.3 میلی متر تا 0.5 میلی متر استفاده کنند. فاصله محوری باید امکان انبساط حرارتی را بدون بستن شکاف فراهم کند.

تعداد شیارها نیز مهم است. یک شیار تکی کمک می کند، اما سه تا پنج مرحله برای محیط های سخت معمول است. مراحل بیشتر به معنای مسیر پر پیچ و خم تر است، اما به فضای محوری بیشتری نیز نیاز دارند. شکل شیار می تواند مربع، مثلث یا گرد باشد. ماشینکاری شیارهای مربعی ساده تر است و در بیشتر موارد به خوبی کار می کند.

انتخاب مواد به محیط بستگی دارد. آلومینیوم سبک است و ماشینکاری آسان است، اما می تواند در تنظیمات مرطوب یا شیمیایی خورده شود. برنج و فولاد ضد زنگ در برابر خوردگی بهتر مقاومت می کنند. برخی از طرح ها از درج های پلیمری یا PTFE استفاده می کنند تا احتمال آسیب شفت را در صورت تماس کاهش دهند.

جاهایی که مهر و موم های لابیرنت غیر تماسی قرار می گیرند و جایی که نیستند

هنگامی که محیط گرد و غبار است، سرعت زیاد است و قرار گرفتن در معرض مایعات حداقل است یا می توان آن را تخلیه کرد، از دخمه پرپیچ و خم استفاده کنید. نمونه‌های معمولی عبارتند از موتورهای الکتریکی، گیربکس‌ها، قرقره‌های نقاله، فن‌ها، دمنده‌ها و غلتک‌های مسیر در اتوماسیون صنعتی. آنها همچنین در کارخانه های فولاد و ماشین آلات کاغذی که گرما و سرعت باعث می شود مهر و موم تماس عملی نباشد به خوبی کار می کنند.

هنگامی که یاتاقان در زیر آب است، در معرض شستشو با آب با فشار بالا قرار دارد، یا با سرعت بسیار پایین کار می کند که در آن آب بندی تماسی ساده و موثر است، از دخمه پرپیچ و خم اجتناب کنید. همچنین اگر فضای موجود برای تعداد مناسب شیار بسیار کوچک است از آن اجتناب کنید. در این موارد، مهر و موم لب یا مهر و موم ترکیبی ممکن است انتخاب بهتری باشد.

انتخاب بلبرینگ برای آب بندی لابیرنت

بسیاری از بلبرینگ های استاندارد را می توان با یک هزارتوی غیر تماسی استفاده کرد، اما محفظه و شفت باید برای آن طراحی شود. بلبرینگ‌های شیار عمیق یک انتخاب رایج هستند زیرا بارهای محوری شعاعی و متوسط ​​را تحمل می‌کنند و در اندازه‌های متناسب با محفظه‌های هزارتویی موجود هستند. برای بارهای محوری بیشتر یا بارهای ترکیبی، بلبرینگ های زاویه ای دو ردیفه زاویه تماس گسترده تر و سختی بهتری ارائه می دهند. غلتک های مسیر و غلتک های راهنمای خطی اغلب از مهر و موم های لابیرنتی استفاده می کنند زیرا در سیستم های حرکت خطی کثیف و با سرعت بالا کار می کنند.

بلبرینگ های شیار عمیق برای طرح های مهر و موم هزارتویی هنگام انتخاب یاتاقان‌های استاندارد برای مهر و موم‌های لابیرنتی غیر تماسی، با گزینه‌های سری 42 و 43 برای بارهای محوری شعاعی و متوسط، این دسته یاتاقان را بررسی کنید. مشاهده محصول →

هنگامی که یک بلبرینگ را مشخص می کنید، تصمیم بگیرید که آیا هزارتو در یاتاقان یکپارچه شود یا در محفظه. مهر و موم های یکپارچه باعث صرفه جویی در فضا می شوند اما با بلبرینگ جایگزین می شوند. مهر و موم خانه را می توان به طور جداگانه سرویس کرد و ممکن است برای تجهیزات بزرگ اقتصادی تر باشد. در هر دو مورد، تحمل سوراخ یاتاقان و قطر خارجی باید با حامل آب بند مطابقت داشته باشد. خروجی بیش از 0.05 میلی متر می تواند باعث ترخیص ناهموار و کاهش عمر آب بندی شود.

بلبرینگ تماسی زاویه ای دو ردیفه سری 32، 33 این سری 32/33 از بارهای شعاعی و محوری بزرگ با استحکام بالا، مناسب دوک های ماشین ابزار، قطعات خودرو و ابزار دقیق پشتیبانی می کند. مشاهده محصول →

برای غلتک های مسیر و حرکت خطی، طرح مهر و موم اغلب شامل یک هزارتوی فلزی است که عناصر نورد را از براده ها و گرد و غبار محافظت می کند. این غلتک ها در ماشین ابزار، سیستم های ذخیره سازی خودکار و خطوط بسته بندی استفاده می شوند. دخمه پرپیچ و خم غیر تماسی به آنها کمک می کند تا حرکت صاف را بدون اصطکاک مهر و موم لب حفظ کنند.

غلتک مسیر شیار آرک گوتیک LFR این غلتک های مسیر LFR از یک شیار قوس گوتیک برای پراکندگی تنش، دویدن با سرعت بالا یا بار سنگین پایدار و حرکت خطی صاف در سیستم های اتوماسیون استفاده می کنند. مشاهده محصول →

اگر به راهنمایی خاص برنامه نیاز دارید، مقاله در انتخاب رولبرینگ مسیر مناسب معاملات بار، سرعت و آب بندی را با جزئیات بیشتری پوشش می دهد.

شیوه های نصب و نگهداری

حتی یک دخمه پرپیچ و خم به خوبی طراحی شده نیز در صورت نصب ضعیف ممکن است از کار بیفتد. این مراحل را دنبال کنید:

1. شفت، محفظه و اجزای آب بندی را قبل از مونتاژ تمیز کنید. یک دانه شن می تواند مهر و موم را باز نگه دارد.
2. فاصله های شعاعی و محوری را با یک سنج حسگر یا نشانگر شماره گیری بررسی کنید. مقادیر را برای مراجعات بعدی ثبت کنید.
3. یک فیلم سبک از گریس سازگار را روی شیارهای هزارتو بمالید تا در اولین ساعات کار گرد و غبار به دام بیفتد.
4. اطمینان حاصل کنید که سوراخ های تخلیه باز و به سمت پایین هستند. مایع به دام افتاده می تواند آب بندی را سیل کند.
5. پس از 100 ساعت اول، مهر و موم را از نظر سایش یا ساییدگی بررسی کنید. در صورت نیاز تراز را تنظیم کنید.

در طول تعمیر و نگهداری معمولی، آب فشار قوی را مستقیماً در لابیرنت اسپری نکنید. از یک برس نرم یا هوای کم فشار برای حذف گرد و غبار استفاده کنید. اگر مهر و موم در یاتاقان یکپارچه شده است، در صورت آسیب دیدن یاتاقان، آن را تعویض کنید.

اشتباهات رایجی که باید از آنها اجتناب کنید

• تنظیم فاصله خیلی محکم برای بهبود آب بندی. این باعث مالش، گرما و خرابی زودرس می شود.
• نادیده گرفتن رشد حرارتی شفتی که در دمای کارکرد 0.2 میلی متر رشد می کند می تواند فاصله سرد را ببندد.
• استفاده از دخمه پرپیچ و خم در یک برنامه سیل. نشت خواهد کرد.
• مخلوط کردن انواع گریس. برخی از گریس ها با روغن یا غلیظ کننده مسیر لابیرنت را جدا کرده و مسدود می کنند.
• فراموش کردن زهکشی بدون زهکشی، آب و روغن می توانند شیارها را پر کرده و آلاینده ها را به داخل منتقل کنند.

با یک بررسی ساده در طراحی و چند اندازه گیری در حین مونتاژ می توان از هر یک از این مسائل جلوگیری کرد.

مهر و موم دخمه پرپیچ و خم غیر تماسی یک راه عملی برای محافظت از یاتاقان ها در کاربردهای با سرعت بالا، گرد و غبار یا دمای بالا است. در شرایط مرطوب یا غوطه ور جایگزین آب بند تماسی نمی شود، اما در جایی که جا می شود، اصطکاک را کاهش می دهد، از سایش شفت جلوگیری می کند و عمر یاتاقان را افزایش می دهد. نکته کلیدی این است که از ترخیص، تعداد شیارها، مواد و زهکشی به عنوان یک سیستم به جای جزئیات جدا شده استفاده کنید. هنگامی که آن عناصر با برنامه مطابقت دارند، مهر و موم کار خود را بی سر و صدا و برای مدت طولانی انجام می دهد.