Simmering ciśnieniowy

Simmering ciśnieniowy (ang. pressurized shaft seal / pressure sealing simering) to rodzaj uszczelnienia promieniowego wału, zaprojektowanego do pracy pod zwiększonym ciśnieniem mediów, tj. oleju, smarów, płynów hydraulicznych itp., w układzie gdzie normalny simmering (bez ciśnienia) nie zapewnia szczelności.

W standardowym simmeringu ciśnienie zwykle ogranicza się do bardzo niewielkich wartości (np. do 0,1 MPa), natomiast simmering ciśnieniowy projektowany jest tak, by wytrzymać ciśnienie robocze znacznie wyższe — zależnie od typu, materiału i konstrukcji, często rzędu nawet do około 1,5 MPa i więcej.

Budowa simmeringu ciśnieniowego

Aby simmering mógł być używany w warunkach ciśnieniowych, posiada pewne specjalne cechy konstrukcyjne:

1. Wzmocniona warga uszczelniająca
   Warga simmeringu, która styka się bezpośrednio  z wałem, jest często krótsza, ale bardziej elastyczna lub wzmocniona (grubsza) niż w simmeringach standardowych. Czasem stosuje się specjalny profil wargi, by lepiej zachować szczelność przy nacisku medium.
2. Sprężyna dociskowa (garter spring)
   W wielu simmeringach ciśnieniowych warga jest dodatkowo dociskana przez sprężynę, która pomaga utrzymać kontakt wargi z wałem nawet przy ciśnieniu i przy pewnym zużyciu wargi.
3. Metalowa obudowa
   W celu wytrzymania naprężeń statycznych związanych z ciśnieniem, simmeringi ciśnieniowe najczęściej mają obudowę metalową,  z powierzchnią zewnętrzną pokrytą elastomerem w celu lepszego dopasowania do gniazda.
4. Dodatkowa warga przeciwpyłowa (w niektórych typach )
   Chroni przed zanieczyszczeniami zewnętrznymi, piaskiem, kurzem itp. Jej obecność może być szczególnie ważna, gdy urządzenie pracuje w trudnych warunkach atmosferycznych.
5. Materiały z jakich wykonany jest simmering ciśnieniowy
   Materiał wargi (elastomer) dobrany musi być tak, aby był odporny na ciśnienie, temperaturę, oraz medium (oleje, smary, płyny hydrauliczne). Typowe materiały to NBR (kauczuk nitrylowy, Nitrile Butadiene Rubber)), HNBR (uwodorniony NBR), FKM / FPM (kauczuk fluorowy, znany też jako Viton®), ACM (kauczuk akrylowy), PTFE (teflon), EPDM (kauczuk etylenowo-propylenowy).  Simmeringi mają też szkielet konstrukcyjny, najczęściej wykonany z: stali węglowej ,stali nierdzewnej,aluminium / stopów lekkich, mosiądz, brąz
6. Wymiary i tolerancje
   Średnica wewnętrzna (na wał), średnica zewnętrzna (dla osadzenia w obudowie), oraz szerokość (grubość) uszczelnienia. Tolerancje wału (np. ISO h11) i gniazda (np. H8) oraz chropowatość wału (np. Ra, Rz) są krytyczne dla skuteczności działania.

Parametry pracy i  właściwości simmreringu

Typy  i  klasyfikacje simmeringów ciśnieniowych

Simmeringi klasyfikuje się według oznaczeń literowych, które odnoszą się do konstrukcji i funkcji. Poniżej wybrane typy związane bezpośrednio z simmeringami ciśnieniowymi stosowanymi w Polsce. .Trzeba pamiętać ,że co kraj to inne oznaczenie .: Sama literka nie gwarantuje dopuszczalnego ciśnienia. Zawsze sprawdzamy kartę katalogową (materiał, prędkość, temperatura, kierunek ciśnienia). Dobry sprzedawca zawsze wie które simmeringi spełniają parametry wysokiego ciśnienia.

• Typ  AS — simmeringi ciśnieniowe. Oznaczenie sugeruje, że dana wersja jest przystosowana do pracy pod zwiększonym ciśnieniem.
• BABSL — simmering ciśnieniowy z dodatkową wargą przeciwpyłową.)
• Typ AH — jak w opisie Superseal: „Uszczelnienie wału Typ AH — stworzone do wytrzymywania wysokich ciśnień …”
• HAO- Uszczelnienie wału Typ AH — stworzone do wytrzymywania wysokich ciśnień i małych prędkości.

• BAHD  - uszczelnienie dedykowane do pracy pod wysokim ciśnieniem, np. do 120 Bar. 
• HPS   typ simmeringu przeznaczony do pracy w aplikacjach z wysokim ciśnieniem. 
• HLPS  - uszczelnienie wysokociśnieniowe, dla jeszcze wyższych ciśnień niż w przypadku HPS. 

Inne typy (np. A, AO, B, BO itd.) nie są zwykle przystosowane do ciśnienia lub mają znacznie niższe dopuszczalne ciśnienie. Oznaczenia zależą też od producenta, często bowiem taki sam  simmering w budowie ,ma różne oznaczenie w zależności od producenta.

Ograniczenia, ryzyka i warunki krytyczne

Simmering ciśnieniowy, mimo że jest uproszczonym i sprawdzonym rozwiązaniem uszczelniającym, ma swoje ograniczenia i wymaga spełnienia odpowiednich warunków:

• Zużycie wargi — kontakt uszczelniający przy ciśnieniu prowadzi do większych naprężeń mechanicznych i cieplnych, co sprzyja szybszemu zużyciu elastomeru.
• Podgrzewanie / deformacja — przy dużym ciśnieniu i wysokich obrotach może dojść do nagrzewania, co powoduje utratę elastyczności i szczelności.
• Zjawisko migracji medium — ciecz uszczelniająca (np. olej), może powodować pęcznienie elastomeru lub inne zmiany fizykochemiczne (np. utlenianie), co pogarsza właściwości materiału.
• Wymogi montażowe — montaż musi być wykonany precyzyjnie, bez uszkodzeń wargi, bez skręceń, z odpowiednim osadzeniem w gnieździe; tolerancje wału i obudowy muszą być zachowane.
• Odpowiedni dobór materiału — medium robocze (olej, smar, płyn hydrauliczny), temperatura, obecność zanieczyszczeń, agresywność chemiczna — wszystko to wpływa na wybór materiału. Niewłaściwy materiał może spowodować degradację (np. NBR źle znosi niektóre płyny syntetyczne) i tym samym awarię uszczelnienia.
• Granica ciśnienia vs geometria — im większa średnica wału i większa szerokość simmeringu, tym trudniej utrzymać szczelność przy wysokim ciśnieniu. Geometria (profil wargi, grubość membrany, metalowa obudowa) musi być dostosowana.

Zastosowania simmeringu ciśnieniowego

Simmering ciśnieniowy stosuje się tam, gdzie potrzebna jest lepsza szczelność niż w standardowych warunkach, ale gdzie zastosowanie typowych uszczelek hydraulicznych lub samouszczelniejących byłoby nadmiernie skomplikowane lub kosztowne. Przykłady:

  Pompy hydrauliczne (zębate, łopatkowe, śrubowe) – na wałach napędowych od strony tłocznej; typowo 0,5–5 bar na uszczelnieniu, lokalnie więcej w piku.

  Silniki hydrauliczne (orbitalne, łopatkowe) – na wyjściu wału, gdzie powrót bywa zdławiony i ciśnienie „wraca” na simmering.

  Przekładnie i reduktory z centralnym smarowaniem pod ciśnieniem albo z ryzykiem wytworzenia nadciśnienia (zatkany odpowietrznik) – żeby warga nie została „wywinięta”.

  Układy smarowania maszyn (np. agregaty, mieszalniki, walcarki, układy kierownicze), gdzie olej doprowadzany jest pod ciśnieniem do łożysk i komór przy wale.

  Sprężarki niskociśnieniowe / olejowe (sekcje pomocnicze, przekładnie pomocnicze) – tam, gdzie na wałku jest kilka bar po stronie oleju.

  Maszyny rolnicze i budowlane: pompy hydrauliki, przekładnie WOM z nadciśnieniem, napędy w harvesterach.

  Aplikacje z PTFE (temperatura/chemia): wały pomp mediów „trudnych”, przy niskich prędkościach i umiarkowanym ciśnieniu, gdy jeszcze nie trzeba iść w uszczelnienie mechaniczne.

  Sprzęgła samochodowe, przekładnie, układy wspomagania kierownicy, gdzie występuje ciśnienie wewnątrz obudowy.

  Silniki spalinowe / systemy smarowania, gdzie szczelność wału jest kluczowa, np. uszczelnienia wału korbowego przy ciśnieniu smarowania

Normy i standardy techniczne

W większości przypadków simmeringi objęte są normami takimi jak DIN 3760 (z niemieckiego rynku), które definiują typy simmeringów A, AO, B, BO, itp. Rodzaje AH / AS / BABSL są często rozszerzeniami tych norm, dodającymi wymagania związane z pracą pod ciśnieniem.

Podsumowanie

Simmering ciśnieniowy to zaawansowane uszczelnienie wału zaprojektowane do pracy pod ciśnieniem. Główne cechy to wzmocniona warga, sprężyna dociskowa, metalowa obudowa, odpowiednie materiały elastomerowe i bardzo staranne tolerancje montażowe. Zapewnia szczelność wyższą niż standardowy simmering, ale przy tym wiąże się z większymi wymaganiami konstrukcyjnymi, materiałowymi i eksploatacyjnymi.

Jeżeli potrzebujesz solidnych i trwałych uszczelniaczy do swojego pojazdu, maszyn przemysłowych czy systemów hydraulicznych – ABS Serwis Lublin to najlepszy wybór nie tylko dla klientów z Lublina!

Dla wszystkich zainteresowanych zakupem uszczelniaczy oraz doradztwem technicznym, firma ABS Serwis udostępnia następujące formy kontaktu:

• Adres sklepu: 20-307 Lublin, Kościelna 5/L5 (obok Parku Bronowice, przy Gali)
• Telefon kontaktowy: 601 444 162
• E-mail: lozyska@elub.pl
• Strona internetowa: abscmt.pl
• E-sklep: abscmt.pl