Labyrintové těsnění

Vhodné řešení při ochraně proti vniknutí nečistot

Pokud chceme zodpovědět otázku, jak nejlépe zabránit vniku nečistot do strojů, musíme začít už u mazadel a způsobu jejich nanášení. Po uvedení stroje do provozu pak totiž také plní významnou funkci při ochraně před vniknutím nečistot do útrob strojů.
Jednoduché úpravy na odvětrávacích trubkách nebo průzorech mohou být prospěšné, rozhodně bychom ale neměli zapomínat ani na utěsnění hřídele. Pro zabránění vniku kontaminantů je často využíváno labyrintové těsnění a pokud je použito správně, dokáže významně zvýšit spolehlivost těch částí zařízení, na kterých je instalováno.

Těsnění plní hned několik funkcí. Je instalováno nejen za účelem zabránění vniku prachu a nečistot, ale zároveň musí udržet uvnitř stroje to, co tam má zůstat, ať už se jedná o olej či provozní nebo bariérovou kapalinu. Společnost Exxon Mobil provedla studii, ve které zjistila, že objem úniku oleje čtyřnásobně převyšuje kapacitu strojů. Potřeba minimalizace úniku kapalin společně s prodlužováním životnosti je nyní aktuálnější než kdy dříve, neboť požadavky zákazníků na spolehlivost stoupají, stejně jako postihy za nefunkčnost zakoupených strojů.
Standardní břitové těsnění (simerink) sice dokáže zamezit vniku různých kontaminantů a zamezuje určitým druhům úniku kapalin, je však náchylné k poruchám, zejména tam, kde je využíván vysoký tlak nebo v extrémních vnějších podmínkách. Jedním z omezujících aspektů je u tohoto druhu těsnění použitý materiál, kdy každý druh elastomeru má své vlastní silné stránky i své slabiny.
Základním principem labyrintových těsnění je snaha snížit vstup nečistot nejen zabezpečením otvoru, kterým mohou nežádoucí částice vnikat dovnitř, ale také vytvářením oblastí s turbulentním prouděním, které pomáhá kontaminanty vylučovat. Tyto druhy systémů jsou při ochraně proti nečistotám účinnější, přičemž také zajišťují únik menšího objemu mazadel než standardní břitová těsnění, která jsou v kontaktu s hřídelí a při provozu stroje jsou s ní v kontaktu.

Břitová těsnění vs. labyrintová těsnění

Je zapotřebí vybrat vhodné těsnění hřídele a věnovat následně řádnou péči jeho údržbě. Některá těsnění odvádějí skvělouprácikdyž přijde na jejich schopnost zadržovat olej nebo mazadlo, jsou na tom však bídně při eliminaci kontaminace. Břitová těsnění jsou toho zářným příkladem, především pak taková, která směřují pouze dovnitř. U těchto těsnění dochází po čase k opotřebení, protože dochází k jejich tření po hřídeli – v důsledku toho pak neplní svoji funkci ani při zadržování oleje, ani při zabraňování vniku kontaminantů.

břitové těsnění labyrintové těsnění

Labyrintová těsnění jsou oproti tomu bezkontaktní a nemůže tak dojít k jejich opotřebení otěrem. Tato těsnění jsou ideálním řešením při bránění vniku drobných částic nebo vlhkosti, a to i v případě, kdy se v jejich blízkosti nachází zdroj stříkající vody. Takže jak zadržování oleje, tak bránění vstupu nečistot je v případě labyrintových těsnění na mnohem vyšší úrovni, než je tomu u mechanického nebo břitového těsnění.
Nevýhodou labyrintového těsnění samozřejmě je jeho vyšší pořizovací cena. Většinou je také nezbytné přizpůsobit toto těsnění strojům, takže vznikají ještě dodatečné náklady na instalaci. Jejich životnost je ovšem výrazně delší a odvedou vám lepší službu.

Labyrintové těsnění sestává ze dvou dílů. Jeden z nich, stator, se připevňuje ke stroji a je – jak jeho název napovídá – stacionární. Druhý díl, rotor, se připevňuje k hřídeli a rotuje společně s ní. Tyto dva díly do sebe zapadají a zajišťují tak efektivní utěsnění a tím ochranu proti většině kontaminantů, přičemž uvnitř stroje zadržují mazadlo a/nebo provozní kapalinu. Tyto druhy těsnění jsou bezkontaktní, což znamená, že se dvě protilehlé strany vůbec nedotýkají. Jsou také považovány za "hladké ”, neboť rotor a stator dělí velice malá mezera, která je v mnoha případech pouhých 0,08 mm, což je zhruba 76 mikronů. V porovnání s jednomikronovým olejovým filmem se může zdát, že se jedná o poměrně velkou mezeru, pokud však uvážíme, jakou cestu musí kontaminant urazit, aby se dostal skutečně až k ložisku, je tato mezera více než dostačující.

Všechny kontaminanty tak před proniknutím k ložiskům musejí nejprve projít bludištěm (labyrintem) v těsnění, které sestává z mnoha překážek v podobě zatáček a úhlů. Při cestě labyrintem jsou částice vystaveny trvalému působení odstředivé síly, která je způsobena rotačním pohybem hřídele, takže přes celé těsnění projde skutečně jen velice malé množství nečistot.
Labyrintová těsnění se dodávají v mnoha různých provedeních a vyrábějí se z různých materiálů, od bronzu či oceli až třeba po plast. Konkrétní provedení se dokonce mohou lišit podle jednotlivých značek, kdy někteří výrobci využívají pro usazení magnety a jiní pouze kruhová těsnění. Všechna však fungují na stejném principu a aby mohla fungovat správně, musejí být řádně přimontována.

Pokud si tedy přejete zvýšit spolehlivost těsnění a minimalizovat tak poruchy ložisek, vybírejte mezi těmi druhy těsnění, které se v praxi běžně používají. V oblastech s vysokým výskytem pevných částic v ovzduší nebo tam, kde dochází k intenzivnímu kontaktu stroje s vodou, dokáží labyrintová těsnění omezit vstup kontaminantů a prodloužit životnost vašeho stroje. Za předpokladu řádného promazání a zabránění vniku nečistot tak může většina ložisek dosáhnout své předpokládané životnosti.