Радиальные уплотнения вала (RWDR), сделанные из эластомера, по-прежнему являются первым выбором, когда речь идет об экономичной и надежной герметизации коробки передач от масла в обоих направлениях вращения. Типичными причинами долговременного выхода из строя уплотнительных колец являются старение и износ эластомера, а также обкатка вала в точке уплотнения - при условии совместимости эластомера и смазки. Возможности противодействия этим механизмам очень ограничены. В основном, однако, применяется следующее: чем меньше трение и температура, тем дольше ожидаемый срок службы RWDR, особенно на быстро вращающейся, высокодинамичной стороне двигателя.
Картинная галерея
Фотогалерея с 9 картинками
Промышленные приводные системы в первую очередь характеризуются своей прочностью и долговечностью. Потребность в этих свойствах становится очевидной, если учесть, что все больше и больше приложений работают 24 часа в сутки, семь дней в неделю, 365 дней в году. В этих условиях за один год достигается около 8700 рабочих часов.
В последние годы кинематика движения приводов существенно изменилась во многих приложениях. Срок службы уплотнительных систем в приводах, работающих в непрерывном режиме, в прошлом часто оказывался критическим. Сегодня приводы все чаще управляются с помощью преобразователей частоты, а это означает, что срок службы уплотнений еще больше уменьшается благодаря высокой динамике, переменным скоростям, изменению направления вращения и частым процессам запуска. С классической, механической точки зрения эти требования могут быть учтены с помощью современных инструментов расчета и моделирования. Однако срок службы уплотнительной системы еще не может быть рассчитан.
Мотор-редуктор
Есть еще кое-что: новый мотор-редуктор доказывает это
Надежность всей системы всегда определяется самым слабым звеном, в данном случае системой уплотнения. Классические уплотнительные системы в приводной технике все еще являются радиальными уплотнениями вала. Эмпирические значения производителей относительно срока службы помогают выбрать подходящую систему уплотнения. Однако и здесь есть ограничения. Приложения, работающие в указанных выше условиях, часто работают до 16 000 часов в течение установленного законом двухлетнего гарантийного срока. Тем не менее, ожидаемый срок службы премиальных приводных систем сегодня намного выше этого.
Взаимодействие со смазочными материалами
Одним из основных требований к максимально возможному сроку службы RWDR является совместимость со смазочными материалами. Ключевой вопрос заключается в том, в какой степени и с какой скоростью происходят химико-физические взаимодействия. На скорость взаимодействия смазки и эластомера в основном влияют температура и время масла. Трение, создаваемое в уплотнительном контакте, приводит к дополнительному повышению температуры, которое имеет решающее значение для срока службы уплотнения. Перегрев в уплотнительном контакте может, например, Б. влияет на давление уплотнительной кромки на валу. Уплотнительные кольца радиального вала со специальной пружиной (пониженное контактное давление на уплотнительную кромку) показывают значительное улучшение срока службы по сравнению с RWDR со стандартной пружиной. Но даже эти уплотнительные кольца могут иногда не соответствовать экстремальным требованиям срока службы.
Преимущества Sine Seal Premium
Принцип действия PSS, как и в случае классического RWDR, основан на соприкасающейся эластомерной уплотнительной кромке. В отличие от классического RWDR, контакт с PSS уже не прямой, а синусоидальный. Тепло, генерируемое в уплотнительном зазоре, таким образом, передается на большую поверхность вала, что означает, что эластомер подвергается меньшему тепловому напряжению и, следовательно, стареет медленнее!
Синусоидальная форма уплотнительной кромки продолжает активно способствовать обмену смазки в уплотнительном контакте, частицы грязи «откачиваются» из уплотнительного контакта, что снижает износ.
Уплотнительные системы с уплотнительной кромкой в форме волны также можно найти на рынке от других производителей. Тем не менее, они все еще выполняются с пружиной, как со стандартным RWDR. Сравнение эффективной ширины контакта также показывает, что PSS во много раз выше.
Воздействие тепла
Если сравнивать потери мощности в различных уплотнительных системах FKM с одинаковым эластомером, типичным эталоном является RWDR со стандартной пружиной, как это обычно используется в приложении. При использовании специальной пружины радиальное усилие на кромке уплотнения уменьшается, что примерно на 25% меньше потери мощности. Измерения в FST показывают, что потери с новой системой уплотнения PSS могут быть уменьшены на 45% по сравнению со стандартным уплотнительным кольцом вала.
Попытки развить износ уплотнительной кромки и обкатки вала были выполнены при самых высоких динамических нагрузках в течение 2 016 часов (испытания в соответствии со спецификацией SEW 070040312). При идентичных условиях уплотнительная система PSS на уплотнительной кромке изнашивается примерно на 50% меньше, чем сопоставимая RWDR со специальной пружиной. Обкатка вала была также определена из той же серии испытаний. Стандартный RWDR, изготовленный из FKM, всегда приводит к значительному обкатке вала, в зависимости от смазки. С PSS, изготовленным из идентичного эластомера, ни в одном из многочисленных испытаний не было обнаружено обкатки вала.
Более высокая эффективность благодаря синусоидальной форме
Результаты испытаний новой уплотнительной системы PSS ясно показывают, что на эффективность и функциональный износ радиального уплотнительного кольца вала может очень положительно влиять форма синусоидальной уплотнительной кромки.
Рекуперация тепла
Отходы тепла не отходы
В настоящее время не может быть сделано никаких значимых прогнозов жизненного цикла, однако измеренные значения износа показывают, что ожидаемый срок службы будет значительно выше, чем с RWDR, протестированным до настоящего времени в соответствии со спецификацией SEW. На основании сравнения между RWDR, изготовленным из 75FKM585 со специальной пружиной, и PSS, изготовленным из 75FKM585, можно предположить, что последняя увеличивает срок службы в 2 раза. Практические приводы, которые выходят из строя после нескольких тысяч часов работы из-за утечек, очень часто демонстрируют чистую прикатку вала и большую ширину колеи в RWDR в точке уплотнения. Система уплотнения PSS очень эффективно противодействует механизмам, которые вызывают прикат вала и износ уплотнительной кромки. (Ш)
* Авторы: дипл.-инж. (BA) Александр Хюттингер, д-р инж. Маркус Вепперманн и доктор технических наук Йорг Хермес, SEW-Eurodrive GmbH & Co KG, Брухзаль
* Соавторы: Эрих Прем и Дипл. Инж. Рольф Фогт, Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG, Вайнхайм