Németh Géza egyetemi adjunktus Tömítések kenése Németh Géza egyetemi adjunktus Miskolci Egyetem Gépelemek Tanszéke

A tömítések alaptípusai - nyugvó és mozgó (statikus és dinamikus) tömítések - érintkező és nem érintkező tömítések

A tömítőhatás elérésének módja szerinti csoportosítás - mechanikai összenyomás - tömítőél szorítása hengeres felületre - homlokfelületükkel egymáson csúszó gyűrűk - nyomáskülönbség hatására hengeres felületre feszülő gyűrű - hasított fém gyűrű rugózó hatása

Tömszelencékben a tömör zárás mechanikai összenyomással valósul meg

Rugós tömítőgyűrű beépítésével tömítőélt szorítunk forgó hengeres felületre

Homlokfelületükkel egymáson elcsúszó gyűrűk tömítenek csúszógyűrűs tömítésekben, forgó tengelyeknél

Hidraulika tömítések (U-gyűrű) ajka nyomáskülönbség hatására feszül a dugattyúrúdra vagy a henger belső felületére

V-gyűrű – axiális ajakos tömítés, és egy egyszerű tömszelence

A tömítési feladattal kapcsolatos kérdések – Milyen fizikai-kémiai tulajdonságú anyagot kell tömíteni? – Milyen mechanikai tulajdonságú, hő és vegyi ellenállású tömítőanyagok vehetők számításba? – Milyenek a mozgásviszonyok az egymáshoz képest elmozduló felületek között. – Okozhat-e balesetet vagy környezeti katasztrófát a tömítés tönkremenetele? Kell-e kiegészítő tömítést alkalmazni? Szükség van-e melegtakarékos rendszerre a tömítés megbízhatóságának növelése céljából? – Milyen típusú tömítésekkel lehet megoldani a tömítési feladatot?

A tömítési feladattal kapcsolatos kérdések – Igényel-e az adott tömítés kenést, illetve a tömítendő közeg, vagy az elválasztandó közegek valamelyike alkalmas-e a kenési feladat ellátására? - Milyen súrlódási állapot alakul ki a csúszó felületek között? Okozhat-e túlzott mértékű melegedést, kedvezőtlen változást a súrlódási állapotban a résveszteség lecsökkenése? Kell-e külön hűtésről gondoskodni? - Szükség van-e záróközegre, illetve annak áramoltatására a megfelelő kenés illetve a tömítés környezetének hűtése érdekében? –Milyen legyen a tömítés hatásfoka? Mekkora teljesítmény- veszteség engedhető meg? Jár-e számottevő gazdasági hátránnyal vagy környezeti károsodással a tömített közeg adott mértékű fogyása?

Két közeg mozgó tömítéssel történő elválasztásának alapesetei

Tömítések elrendezése, ha záróközeg szükséges

Tömítések elrendezése a nagyobb nyomás jelenléte és a résveszteség elvezetésének szükségessége esetén

A tömítőnyomás létrehozása – A tömítés megfelelő része – anyagának rugalmassága miatt – rászorul a tömítendő felületre. – Kiegészítő rugalmas elem biztosítja a tömítőfelületen a – lehetőség szerint állandó – tömítőnyomást. – A tömítendő vagy elválasztandó közegek nyomásának hatására kialakul egy pótlólagos tömítőnyomás. – A tömítőrés megfelelő bemetszésével, hornyolásával hidrodinamikus nyomás hozható létre. – Hidrosztatikus nyomás is kialakul a tömítőfelületek között a tömítendő közeg szivárgásának hatására.

Tömítések anyaga - Kemény anyagú tömítések - Lágy anyagú tömítések - Tulajdonságot befolyásoló folyékony és szilárd anyagok - kenőanyagok - impregnáló anyagok

Tömítések kenése alatt elsősorban a tömítés környezetébe történő egyszeri, időszakos vagy folyamatos kenőanyag bevezetést értjük. Ez az üzem közbeni kedvezőbb súrlódási, kopási és hőegyensúlyi állapot létrehozására irányul.

A tömítések kenőanyaga általában adott -hajtóműben - kisebb viszkozitású kenőanyag kedvezőbb lenne - hidraulikus munkahengerben - az U-gyűrű alakválasztása - Kenési szempontból kedvezőtlen közeg - koptató részeket tartalmaz - Kenési szempontból kedvezőtlenné válhat a közeg a tömítőrésben - kenési funkciójú forró víz elpárologhat - Nagy hőmérséklet - a tömítés anyaga legyen kifejezetten kedvező siklási tulajdonságú

Radiális tengelytömítések Példa: kőbánya szállítószalag fordítógörgője

Fémházas radiális tengelytömítés szelvénye, a tömítőél kenése és a kialakuló tömítőnyomás

A súrlódási teljesítményveszteség Száraz súrlódásnál egészen nagy 0,6 érétkű is lehet a . A radiális vonalnyomás szobahőmérsékleten 100 … 250 N/m értékű, üzemi hőmérsékleten 50 … 100 N/m.

A radiális erő változása rugó nélküli radiális tengelytömítésben, a futásidő, az olajfürdő hőmérséklete és a tömítés anyagának függvényében.

Szimering súrlódási teljesítményvesztesége a kerületi sebesség és a tengelyátérő függvényében

A tömített közeg hatása a tömítőrésben kialakuló hőmérséklet növekményére

A megengedett kerületi sebesség SAE 20 motorolaj tömítésekor A kerületi sebességnek is van korlátja, a túlmelegedés elkerülése végett. Nagyobb csúszássebességre az NBR gumi helyett a fluor-elasztomer anyagú (FPM) javasolt. Zsírkenésnél az NBR anyaghoz tartozó sebességhatár alacsonyabb. Az ábra kielégítő kenés és jó hőelvezetés esetére, SAE 20 motorolaj tömítésekor mutatja a megengedett kerületi sebességet. A szaggatott vonalú görbe a zsírkenésre vonatkozó határsebességet mutatja.

A tengelyt h11-es mérettűréssel, legalább IT8-as alaktűréssel (hengeresség) kell elkészíteni, felületi érdessége közötti, felületi keménysége legalább 45 HRC, de abrazív szennyezők jelenléte, nagy kerületi sebesség esetén 60 HRC-re kell készíteni.

A tömítendő közeg kenőképessége gyakran igen kedvezőtlen, szárazon futás is előfordulhat, szélsőséges hőmérsékleti körülmények, maró hatású anyagok jelenléte, nagy csúszási sebesség, viszonylag nagy nyomáskülönbség jellemezheti a környezetet.

Megoldást jelenthet az ábrán látható szerkezetű tengelytömítő gyűrű, ahol a tömítőajak nagy kopásállóságú, kis súrlódású, széntöltésű teflon kompozitból készül. A másodlagos tömítési út zárására külön egy fluorpolimerből készült O-gyűrűt építenek be. Ezt a tömítéstípust –130 C-tól +200 C-ig terjedő hőmérséklet tartomány, akadó-csúszás mentes működés, 30 m/s maximális kerületi sebesség, 10 bar nyomás és savak, lúgok, oldószerek tömítésére való alkalmasság jellemzi.

Nagyobb nyomású (p < 10 bar) tér tömítésére alkalmassá tehető az egyszerű tengelytömítő gyűrű, ha kiegészül egy lengő ajakot megtámasztó fémgyűrűvel. Az ábrán látható megoldásban a kenőanyag (kenőzsír) a lengőajak, a tengely és a támasztógyűrű által bezárt térbe kerül szereléskor, biztosítva ezzel a folyamatos kenést. A két tömítőgyűrű közötti távtartó gyűrű furata a résveszteség elvezetésére szolgál. Az ábrán a szabad tengelyvégre egy szivattyú járókereke kerül, tehát ez a nagyobb nyomású oldal.