Решения для уплотнения промышленных подшипников

Для правильной и долговечной работы подшипники должны быть защищены от потери смазки и внешнего загрязнения. Однако традиционные контактные масляные уплотнения могут серьезно повредить оборудование. Эту загадку можно решить, используя бесконтактные изоляторы, которые защищают как подшипники, так и оборудование, в котором они установлены.

Сальники по-прежнему используются, хотя обычно требуется как минимум два, а иногда и три таких уплотнения для обеспечения того же уровня производительности, что и одиночный изолятор подшипника.

Изоляторы подшипников изначально состояли из металлических компонентов с простыми дорожками для динамического уплотнения и уплотнительных колец для статического уплотнения вала и корпуса отверстия. С тех пор они превратились в высокотехнологичные устройства с жесткими допусками и сложными путями с резкими изменениями направления.

Среди условий, приводящих к выходу из строя подшипников, - промывка оборудования, неадекватные лабиринтные кольцевые уплотнения (LER) и химическое воздействие. Этого можно избежать с помощью стандартных изоляторов подшипников.

Хотя обычно предполагается, что размер и температура являются достаточной информацией для эффективного герметизирующего решения, необходимо также знать само приложение, среду, давление, скорость и любые требуемые особенности. Таблицы данных приложения должны быть заполнены и отправлены инженерам по приложениям и продуктам для проверки, чтобы убедиться, что предоставлена ​​вся необходимая информация.

Конструкция изолятора подшипника

Отраслевые стандарты еще больше сужают выбор надежных изоляторов подшипников. Например, Американский институт нефти определяет искробезопасные материалы для изоляторов подшипников, которые будут использоваться в нефтяной, химической и газовой промышленности в тяжелых условиях.

Это требование было принято и в других отраслях промышленности, что сделало бронзу предпочтительным материалом для изоляторов подшипников. Если металлическая конструкция не требуется, смеси ПТФЭ можно использовать для изготовления химически стойких изоляторов подшипников, пригодных для использования в фармацевтике и других областях.

Стандартные изоляторы подшипников обычно оснащены уплотнительными кольцами, которые, если они неправильно указаны, будут первым компонентом, который выйдет из строя при химическом воздействии и экстремальных температурах. В зависимости от области применения вместо стандартных коричневых уплотнительных колец из FKM можно использовать FKM, AFLAS или силикон с фторопластом.

Изоляторы подшипников служат до семи раз дольше традиционных масляных уплотнений, обеспечивая как удержание смазки, так и исключение загрязнения. Кроме того, теперь они могут также обеспечивать электрическое уплотнение. Крутящий момент и мощность электрических асинхронных двигателей, управляемых частотно-регулируемыми приводами с широтно-импульсной модуляцией (PMW), можно отрегулировать для работы на 40% более низких оборотах в минуту для значительной экономии энергии.

Неуправляемые асинхронные двигатели работают по трехфазной схеме питания с синусоидальной волной, в которой частота, фаза и амплитуда входной мощности в сумме равны нулю для сбалансированной схемы. Когда используются частотно-регулируемые приводы, питание подается управляемыми импульсами, называемыми прямоугольным или шестиступенчатым напряжением.

Эти импульсы создают на валу синфазное напряжение с емкостной связью (CMV), которое следует по пути наименьшего сопротивления к земле, обычно через подшипники. Масляная пленка не обеспечивает достаточную изоляцию, чтобы предотвратить возникновение дуги избыточного несбалансированного напряжения от внутреннего кольца к внешнему кольцу подшипника. Эта дуга действует как прихватка, а точечная обработка электроэрозионной обработкой (EDM) приводит к повреждению канавки и возможному выходу подшипника из строя. Это повреждение вызывает высокий шум, когда элементы подшипника катятся по рифленым дорожкам.

Заземление вала

Чтобы устранить это повреждение, к традиционным изоляторам подшипников были добавлены токопроводящие щетки для предотвращения прохождения напряжения через подшипники. Обеспечивая путь даже с меньшим сопротивлением, чем у подшипников, это позволяет избыточному напряжению безопасно проходить на землю.

Любой CMV от вала рассеивается щетками, предотвращая возникновение EDM. Дополнительное динамическое уплотнение может быть обеспечено на неприводной стороне двигателя путем установки традиционного изолятора подшипника. Для больших мощных двигателей рекомендуется использовать изолированные подшипники, чтобы пропускать паразитное напряжение через токопроводящие щетки.

Подшипники также должны быть защищены от попадания внешних загрязнений. В таких отраслях, как горнодобывающая промышленность, производство электроэнергии и производство первичных металлов, оборудование находится в суровых условиях. В этих условиях изоляторы подшипников служат до трех лет по сравнению с тремя-шестью месяцами для обычного контактного манжетного уплотнения.

Фильтры от внешних загрязнений

Для особо грязных применений, таких как измельчители угля и шахтные вагоны, воздушные фильтры интегрируются в изоляторы подшипников. Эти фильтры, состоящие из пенопласта с закрытыми порами, предотвращают попадание загрязнений в каналы уплотнения. Прочная пена вставляется в паз изолятора, направляя загрязнения в дренажный порт.

Разъемные сальники давно используются для исключения необходимости демонтажа оборудования перед установкой. Изоляторы подшипников также доступны в раздельном исполнении с некоторыми ограничениями, включая неметаллические, затопленные и гибридные изоляторы, которые нельзя разделить из-за материала конструкции или требований к применению.

Затопленные приложения

Применения, в которых уровень смазки выше дренажного порта, исключает использование традиционных изоляторов подшипников, где смазка будет проходить по лабиринтным путям и протекать.

Они также будут протекать при использовании с невентилируемыми системами принудительной смазки, которые создают перепады давления в путях. Каналы не удерживают давление, ни положительное, ни отрицательное, поэтому эти перепады давления вызовут утечку смазки через лабиринт, как это было бы в условиях затопления.

Эта проблема была решена с помощью разработки гибридного уплотнения с возможностями, превосходящими возможности традиционных изоляторов. Эти уплотнения для затопленных применений могут быть полностью погружены в воду, сохраняя такое же давление, как и большинство сальников общего назначения.

Разнообразие промышленных уплотнений требует индивидуального подбора их с изоляторами подшипников, сбора и учета всех необходимых данных. Это требует должной осмотрительности, но вознаграждение является оптимальным решением для защиты подшипников и продления срока службы машин и оборудования завода.

Найдите здесь исходную статью

Патрик Роудс (Patrick Rhodes) - инженер по приложениям в компании Garlock Sealing Technologies, Пальмира, штат Нью-Йорк.