Haben Sie sich jemals gefragt, wie Wälzlager in rauen Umgebungen sauber und effizient bleiben? In diesem Artikel werden die Geheimnisse hinter der Abdichtung von Wälzlagern erforscht und die Methoden und Materialien vorgestellt, die sie vor Verunreinigungen schützen. Erfahren Sie, wie die verschiedenen Dichtungen funktionieren und was sie für einen reibungslosen, zuverlässigen Betrieb unerlässlich macht.
Anders ausgedrückt: Diese Frage lautet: Wie wird der einem Lager innewohnende Schutz vor Verschmutzung erreicht? Da die Frage nicht spezifiziert, um welche Art von Lager es sich handelt, wird meine Antwort die meisten Szenarien abdecken.
Nicht alle Wälzlager verfügen über einen inhärenten Schutz gegen Verschmutzung. Die meisten Lager arbeiten innerhalb eines Lagergehäuses, und somit definiert die Umgebung des Lagergehäuses die Arbeitsumgebung des Lagers. Der Schutz gegen Verschmutzung wird durch die Abdichtung des Lagergehäuses erreicht.
Die primäre Methode zur Abdichtung des Lagergehäuses besteht in der Einführung einer Dichtung zwischen dem Lagerdeckel und der rotierenden Welle. Es können verschiedene Arten von Dichtungen verwendet werden, wie z. B. Labyrinthdichtungen, Gummiskelettdichtungen, Filzdichtungen und andere. Detaillierte Anleitungen finden Sie in speziellen Handbüchern zur Dichtungskonstruktion.
Was das Lager selbst anbelangt, so verfügen einige Lagerkonstruktionen über Schutzvorrichtungen gegen Verschmutzung. Bei den Lagern mit eingebautem Schutz handelt es sich hauptsächlich um kleine bis mittelgroße Rillenkugellager und einige Arten von Pendelrollenlagern.
Bei der Abdichtung eines Wälzlagers wird eine Dichtung (oder ein Staubschutz) zwischen dem Außen- und dem Innenring des Lagers angebracht. Eine übliche Konstruktion ist die Befestigung der Dichtung am Außenring des Lagers und die Konstruktion einer Dichtungsstruktur zwischen der Dichtungslippe und dem Innenring des Lagers.
Der Grund für die Positionierung des Dichtungsdesigns von Wälzlagern zwischen der Lippe und dem Innenring ist die Reduzierung der relativen linearen Geschwindigkeit zwischen der Dichtlippe und der Dichtfläche.
Bei Lagern mit gleicher Drehzahl ist die lineare Geschwindigkeit der Außenfläche des Innenrings geringer als die der Innenfläche des Außenrings (aufgrund unterschiedlicher Rotationsradien), so dass die Wahl der Außenfläche des Innenrings vorteilhafter ist, um den Verschleiß an der Dichtlippe zu verringern.
Zu den standardmäßigen Lagerdichtungen gehören häufig Staubschutzkappen und Dichtungsdeckel.
Bei der Konstruktion der Staubschutzhaube wird in der Regel eine Metallschutzhaube auf der Innenseite des Lageraußenrings montiert. Zwischen der Innenseite des Staubschutzdeckels und der Außenfläche des Innenrings wird ein minimaler Spalt gelassen, um das Eindringen größerer Schmutzpartikel zu verhindern. Wie in der Abbildung unten dargestellt:
Aus dem Aufbau des Lagers mit Staubschutzhaube ist ersichtlich, dass solche Lagerdichtungen nur gegen feste Verunreinigungen einer bestimmten Größe schützen können. Sie bieten keinen ausreichenden Dichtungsschutz gegen flüssige Verunreinigungen und sehr kleine feste Partikel. Diese Lager sind in der Regel für relativ saubere Betriebsumgebungen geeignet. Bei Lagern mit Dichtungen werden häufig Skelettdichtungen verwendet.
Eine Skelettdichtung besteht aus einem inneren Metallrahmen, der mit anderen Dichtungsmaterialien beschichtet ist. Das üblicherweise verwendete Dichtungsmaterial ist Nitrilkautschuk. Nitrilkautschuk besitzt eine gute Verschleißfestigkeit und sein Betriebstemperaturbereich ist für allgemeine Bedingungen geeignet. Wie in der folgenden Abbildung dargestellt:
Die Konstruktion von Lagerdichtungsstrukturen mit Dichtungskomponenten variiert von Marke zu Marke. Spezifische Konstruktionsdetails sowie Vor- und Nachteile hängen von der jeweiligen Konstruktion ab; weitere Informationen erhalten Sie von dem jeweiligen Anbieter.
Im Allgemeinen verfügen Wälzlager mit Dichtungselementen jedoch über gute Schutzfunktionen, da der (leichte oder schwere) Kontakt zwischen der Dichtungslippe und der abgedichteten Oberfläche einen gewissen Schutz vor Flüssigkeitsverschmutzung bietet.
Gleichzeitig kann jedoch die Reibung zwischen der Lippe und der versiegelten Oberfläche zusätzliche Wärme erzeugen. Bei der Wahl des Dichtungstyps sollte ein ausgewogenes Verhältnis zwischen der Reibungswärme der Dichtung und der Wirksamkeit der Abdichtung berücksichtigt werden.
Der als Dichtungsmaterial verwendete Nitrilkautschuk hat ebenfalls eine bestimmte Verschleißfestigkeit. Die maximale lineare Geschwindigkeit, die von der Lippenoberfläche toleriert wird, beträgt normalerweise 15 m/s. Für höhere Relativdrehzahlen sind verschleißfestere Dichtungswerkstoffe erforderlich.
Der allgemeine Betriebstemperaturbereich für Nitrilkautschuk beträgt -30°C bis 120°C und deckt die meisten industriellen Anwendungen ab. Der genaue Temperaturbereich kann je nach Rezeptur geringfügig variieren; Lagerbenutzer können dem Lieferanten spezifische Werte mitteilen.
Unterhalb dieses Temperaturbereichs wird das Material hart und spröde, was zu leichten Schäden führt. Oberhalb dieses Bereichs wird das Material weicher und verkohlt, was letztlich zu vorzeitigem Versagen und Schäden führt.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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