Skuteczność simmeringu zależy nie tylko od jego wymiarów, lecz także od konstrukcji, materiału i warunków, w jakich pracuje uszczelniany wał. Inne wymagania stawia kontakt z olejem mineralnym, inne podwyższona temperatura lub agresywne chemicznie medium, a obecność kurzu, wilgoci czy błota może przemawiać za dodatkową ochroną. O właściwym rozwiązaniu decyduje więc dopasowanie kilku cech do konkretnej aplikacji.
Budowa simmeringu i jego rola w uszczelnieniu wału
Simmering jest promieniowym uszczelniaczem wału, który uszczelnia obracający się wał względem korpusu. Jego zadaniem jest zatrzymywanie medium roboczego, takiego jak olej, smar lub ciecz, po jednej stronie oraz ochrona mechanizmu przed przenikaniem zanieczyszczeń z drugiej. Warga uszczelniająca pracuje na powierzchni wału, podczas gdy uszczelniacz pozostaje osadzony w korpusie.
Podstawowym elementem simmeringu jest warga uszczelniająca wykonana z elastomeru. Przylega ona do powierzchni wału i tworzy barierę ograniczającą przepływ medium między wnętrzem urządzenia a otoczeniem. Jej działanie nie polega na zablokowaniu ruchu wału, lecz na utrzymaniu uszczelnionego styku podczas obrotu. Skuteczność rozwiązania zależy od konstrukcji simmeringu oraz warunków konkretnej aplikacji.
Wargę stabilizuje sprężyna dociskowa, która utrzymuje nacisk na powierzchnię wału. Trzecim elementem jest obudowa — metalowa albo elastomerowa — odpowiadająca za utrzymanie konstrukcji uszczelniacza i jego osadzenie w korpusie.
Rodzaje simmeringów według liczby warg i konstrukcji
Podstawowy podział obejmuje konstrukcje jednowargowe, rozwiązania z dodatkową wargą przeciwpyłową oraz uszczelnienia o odmiennej budowie obudowy. Typ A jest simmeringiem jednowargowym. Typ AO ma główną wargę uszczelniającą oraz dodatkową wargę przeciwpyłową, która oddziela strefę uszczelnienia od strony otoczenia.
- Typ A – konstrukcja jednowargowa.
- Typ AO – konstrukcja z główną wargą uszczelniającą i dodatkową wargą przeciwpyłową.
- Typ B – simmering z metalową zewnętrzną częścią obudowy.
- Typ BO – konstrukcja typu B uzupełniona o wargę przeciwpyłową.
- Typ C – simmering z zamkniętą metalową obudową.
- Simmering kasetowy – modułowa konstrukcja, która może zawierać system ochrony labiryntowej.
Typy B, BO i C różnią się przede wszystkim budową obudowy i przeznaczeniem. Simmering kasetowy tworzy bardziej rozbudowany układ modułowy; ochrona labiryntowa nie jest prostym odpowiednikiem dodatkowej wargi przeciwpyłowej.
Materiały simmeringów a odporność na medium, temperaturę i chemię
Materiał simmeringu trzeba dobierać do medium roboczego oraz temperatury, z jaką uszczelnienie będzie miało kontakt. Ta sama konstrukcja może zachowywać się odmiennie w zależności od zastosowanej mieszanki, dlatego odporność na olej nie oznacza automatycznie odporności na każdy płyn, dodatek chemiczny czy olej syntetyczny. Ostateczna ocena zależy również od konstrukcji konkretnego uszczelnienia.
| Materiał | Najważniejsze właściwości | Wskazany zakres temperaturowy |
|---|---|---|
| NBR | Dobra odporność na oleje mineralne i smary; materiał często stosowany w standardowych zastosowaniach. | Od -30°C do +100°C |
| FPM | Podwyższona odporność na wysoką temperaturę, chemikalia i starzenie. | Od -20°C do +200°C |
| VMQ | Zachowuje elastyczność w niskich temperaturach; jest odporny na wodę i oleje. | Od -60°C do +200°C |
| PTFE | Wysoka odporność chemiczna i cieplna; przeznaczony do środowisk o podwyższonej agresywności chemicznej. | Od -80°C do +260°C |
Podane zakresy nie oznaczają automatycznej zgodności z każdym medium. Przed doborem trzeba sprawdzić, czy materiał jest zgodny z danym olejem, płynem lub dodatkiem oraz czy właściwości dotyczą wybranego wariantu simmeringu.
Warunki pracy decydujące o doborze simmeringu
Dobór simmeringu zaczyna się od opisania rzeczywistych warunków pracy, a nie wyłącznie od wskazania rodzaju maszyny. Parametry trzeba rozpatrywać łącznie, ponieważ temperatura, prędkość, ciśnienie i medium wpływają na wybór materiału oraz konstrukcji.
- Temperatura — trzeba uwzględnić temperaturę otoczenia oraz medium, z którym styka się uszczelnienie. Znaczenie mają także wahania temperatury, jeśli występują w danym zastosowaniu.
- Prędkość obwodowa wału — należy określić prędkość obrotową i odnieść ją do średnicy wału. Ten parametr wpływa na warunki pracy wargi uszczelniającej oraz wymagania stawiane konkretnemu wariantowi.
- Ciśnienie robocze — trzeba sprawdzić, czy w danej aplikacji występuje podwyższone ciśnienie i czy wybrany simmering jest przeznaczony do takiej pracy. Nie należy przenosić jednej wartości katalogowej na całą kategorię uszczelnień.
- Medium robocze — trzeba wskazać, czy jest nim olej, smar, woda lub inny płyn, a następnie potwierdzić zgodność z materiałem simmeringu.
- Zanieczyszczenia zewnętrzne — kurz, pył, błoto i wilgoć mogą wymagać konstrukcji zapewniającej dodatkową ochronę.
Zebrane informacje powinny obejmować także charakter pracy: ciągły lub okresowy, warunki otoczenia oraz możliwy kontakt uszczelnienia z chemikaliami. Dopiero taki zestaw pozwala ocenić, czy potrzebna jest zmiana materiału, konstrukcji czy obu tych elementów. Szczegółowe dopasowanie wymiarów wału i gniazda pozostaje osobnym etapem doboru.
Jak dopasować simmering do wału, gniazda i parametrów pracy
Po zebraniu warunków pracy kolejnym etapem jest sprawdzenie dopasowania simmeringu do konkretnego wału i gniazda. Wymiary uszczelnienia obejmują średnicę wewnętrzną, średnicę zewnętrzną oraz grubość: pierwsza odpowiada średnicy wału, druga średnicy gniazda, a trzecia dostępnej przestrzeni montażowej.
- Zmierz wał — ustal średnicę miejsca współpracy wargi z wałem, aby dobrać odpowiedni wymiar wewnętrzny simmeringu.
- Sprawdź gniazdo — zmierz jego średnicę i porównaj ją z zewnętrznym wymiarem uszczelnienia.
- Ustal dostępną grubość — porównaj szerokość przestrzeni montażowej z grubością wybranego wariantu.
- Zweryfikuj jednostki — w hydraulice i technice napędowej mogą występować wymiary calowe, dlatego przed zamówieniem trzeba sprawdzić standard zastosowany w urządzeniu.
- Połącz wymiary z warunkami pracy — uwzględnij medium, temperaturę, prędkość obrotową i ciśnienie, a następnie dobierz materiał oraz konstrukcję zgodne z aplikacją.
Sam wymiar nie przesądza jeszcze o wyborze. Ten sam rozmiar może występować w wariantach przeznaczonych do odmiennych warunków, dlatego należy sprawdzić parametry konkretnego wykonania. Przy nietypowych wymiarach, jednostkach calowych lub niejasnych danych identyfikacyjnych wybór trzeba oprzeć na dokumentacji właściwego wariantu albo konsultacji technicznej, zamiast traktować dowolny simmering jako zamiennik.
Montaż oraz objawy zużycia wpływające na trwałość uszczelnienia
Trwałość simmeringu zależy także od prawidłowego montażu. Podczas osadzania należy chronić wargę uszczelniającą przed uszkodzeniem. Pomocna może być tuleja montażowa, która ułatwia równomierne wprowadzenie elementu na właściwe miejsce. Nieprawidłowe osadzenie może skrócić trwałość uszczelnienia.
W konstrukcjach dwuwargowych przestrzeń między wargami może być smarowana. Zależy to od budowy konkretnego elementu, dlatego nie jest to uniwersalna procedura dla każdego wykonania. Przed montażem należy również sprawdzić, czy warga nie jest uszkodzona.
Sygnały wskazujące na możliwe zużycie lub problem montażowy to:
- wyciek oleju w pobliżu simmeringu — nie przesądza samodzielnie o przyczynie, ponieważ problem może wynikać również ze stanu wału, montażu albo warunków pracy;
- pęknięcia uszczelniacza widoczne podczas oględzin;
- rowkowanie powierzchni wału w miejscu współpracy z wargą;
- ślady uszkodzenia wargi lub jej nieprawidłowego ułożenia po instalacji.
Jeżeli pojawi się wyciek albo widoczne uszkodzenie, przed ponownym montażem należy skontrolować wał, gniazdo oraz sposób osadzenia elementu.