Pierścienie uszczelniające. Kilka słów o simeringach

Stosowanie odpowiednich uszczelnień umożliwia znaczne wydłużenie czasu eksploatacji łożysk, ograniczenie rozmiarów awarii, które mogą powstać w razie ich usterki, a także zmniejszenie kosztów eksploatacji urządzenia. Jednymi z najpopularniejszych rozwiązań zapewniających ochronę łożysk przed zanieczyszczeniami i utratą środka smarnego są pierścienie uszczelniające w postaci simeringów. Są one łatwe w instalacji, niedrogie, a przy tym niezwykle skuteczne.

Znaczenie pierścieni uszczelniających dla trwałości urządzenia

Prawidłowe działanie urządzeń mechanicznych wymaga dobrej ochrony elementów ruchomych. Części, których powierzchnie się stykają, a jednocześnie pozostają w ruchu względem siebie, wytwarzają duże tarcie. Prowadzi ono do znacznego wzrostu temperatury i do ścierania się fragmentów będących w kontakcie. Jedyną metodą na wyeliminowanie tarcia jest sprawienie, by między podzespołami znajdowała się warstwa środka smarnego, zapewniająca właściwy poślizg oraz chroniąca przed powstawaniem ciepła i zniszczeniami. Jednak samo dostarczenie smaru lub oleju nie wystarczy. Liczy się także uniemożliwienie jego wydostawania się na zewnątrz. Dlatego tego rodzaju miejsca muszą być odpowiednio uszczelnione – wyjaśnia ekspert z firmy Rolmasz, która specjalizuje się w dostarczaniu uszczelnień przemysłowych do maszyn, urządzeń i pojazdów.

Elementami, szczególnie narażonymi na pojawianie się tarcia są wszelkiego rodzaju obracające się wały, wałki, a zwłaszcza osadzone na nich łożyska. Poza ograniczeniem przedostawania się środków smarnych na zewnątrz wyzwaniem jest też ochrona ruchomych części przed zanieczyszczeniami przenikającymi z zewnątrz. W zależności od specyfiki urządzenia mogą to być wszelkiego typu pyły, wióry, drobiny substancji mineralnych, środki chemiczne, a także pary i ciecze. W przypadku urządzeń eksploatowanych w zamkniętych pomieszczeniach problemem są zwykle różne produkty uboczne, zanieczyszczenia powstające podczas pracy. Przy maszynach używanych na zewnątrz zagrożeniem są również warunki atmosferyczne – woda opadowa, śnieg, kurz czy zanieczyszczenia znajdujące się w powietrzu.

Uszczelnienia stosowane do zabezpieczania łożysk, elementów pomp, silników  czy wałów  muszą więc być ściśle dopasowane zarówno do rodzaju znajdujących się w otoczeniu potencjalnych zanieczyszczeń, jak i specyfiki wykonywanych zadań. W sytuacji, gdy uszczelnienie jest narażone na dodatkowe obciążenia mechaniczne, np. rozdarcie czy zerwanie, materiał, z którego je wykonano, powinien mieć charakterystykę ograniczającą ryzyko uszkodzenia.

Rodzaje simeringów

Jednymi z najczęściej stosowanych w pojazdach, maszynach budowlanych, sprzęcie rolniczym czy urządzeniach przemysłowych uszczelnień są uszczelki stykowe w postaci pierścieni wargowych. Tzw. pierścienie Simmera lub simmerringi zwane też czasem w uproszczeniu simeringami są uszczelkami elastomerowymi, w których zastosowano specjalny element metalowy, pełniący funkcję usztywniającą i dociskającą uszczelkę. Wkładka metalowa dociska simering z jednej strony do rowka, w którym jest ona osadzona, z drugiej poprawia doleganie elastycznej wargi do obracającego się wałka.

Simeringi mogą mieć różne konstrukcje, zarówno jeśli chodzi o kształt i sposób działania wkładki metalowej, jak i wyprofilowanie części elastomerowej. Ich podstawowymi parametrami jest średnica wewnętrzna odpowiadająca rozmiarom wałka oraz zewnętrzna określająca wymiary rowka, w którym uszczelnienie będzie osadzone. Istotna jest jednak również wysokość simmerringu, która musi odpowiadać szerokości rowka, w którym zostanie on osadzony.

Przy wyborze odpowiedniego pierścienia Simmera ważny jest ponadto rodzaj elastomeru, z jakiego jest wykonany. Liczy się odporność materiału na warunki, na jakie będzie wystawiony, np. obecność wody, kwasy, zasady czy też zakres temperatur, w jakich będzie on pracował. Do produkcji elastycznej części simeringu używa się m.in. kauczuku akrylowo-nitrylowe (NBR), etylenowo-akrylowego (AEM), nitrylowego, kauczuku silikonowego (MVQ) czy też kauczuku fluorowego (FPM).

Pod względem konstrukcji simeringu można wyróżnić kilka najpopularniejszych typów. Są to m.in. uszczelnienia typu: A – dla maksymalnego nadciśnienia do 0,02MPa; AH – dla mniejszych prędkości obrotowych; AO – dla nadciśnienia do 0,3 MPa; AHO – dla nadciśnienia do 0,3 MPa oraz małych prędkości obrotowych. Dostępne są również inne warianty wykonania, np. AE ze zwiększoną kompensacją poprzeczną, AD z zewnętrzną powierzchnią walcową karbowaną, AOF ze zwiększoną kompensacją poprzeczną i dodatkową wargą uszczelniającą czy też AOD z zewnętrzną powierzchnią walcową karbowaną i dodatkową wargą uszczelniającą.

Simeringi są bardzo dobrą ochroną dla łożysk montowanych na wałach, jednak ze względu na to, że ich powierzchnia ma stały kontakt z obracającym się elementem, co generuje wysoką temperaturę i tarcie, ulegają one stopniowemu zużyciu i powinny być systematycznie wymieniane. W przeciwnym razie połączenie między wargą uszczelniająca a wałkiem będzie traciło swe parametry. Rozszczelnienie powoduje w pierwszym etapie przedostawanie się zanieczyszczeń do środka podczas postoju maszyny. Kolejny etap zużycia to tracenie środka smarnego podczas pracy.