Jaki simmerring będzie najlepszy w danej aplikacji?
Odpowiedź na to pytanie często bywa problematyczna. Wiele czynników wpływa na pracę uszczelnienia. W celu znalezienia jak najlepszego rozwiązania trzeba rozważyć jak największą ilość danych. Są to przede wszystkim: ciśnienie w uszczelnianym układzie, rodzaj uszczelnianego medium, temperatura, prędkość liniowa wału w miejscu pracy wargi uszczelniającej.
Najczęściej spotykane typy simmerringów podaje poniższa tabela (oznaczenia wg DIN 3760 oraz odpowiadające im oznaczenia stosowane w Passerotti).
Uszczelnienia te wytrzymują ciśnienie do 0,5 bar. Są powszechni stosowane do uszczelniana wszelkiego typu przekładni oraz węzłów łożyskowych.
Jeżeli ciśnienie w układzie jest większe, rzędu kilku bar, odpowiednim rozwiązaniem jest simmerring typu RST-D (BABSL - wg Freudenberga), potocznie zwany „simmerringiem ciśnieniowym”. Uszczelnienie to wytrzymuje ciśnienia do 5 - 10 bar (im większa prędkość liniowa, tym mniejsze ciśnienie, wykres poniżej). Ten typ uszczelnienia ma mocniejszą wargę uszczelniającą i większy zacisk. Efektem tego jest większe tarcie, a co za tym idzie, większy opór i większe ilości generowanego ciepła. Jeżeli w ciśnienie w układzie jest małe (do 0,5 bar), simmerring ciśnieniowy jest gorszym rozwiązaniem niż zwykły.
W przypadku układów wysokociśnieniowych (np. pompy hydrauliczne) stosuje się uszczelnienia specjalne, wytrzymujące ciśnienia 100 - 200 bar (np. BAHD wg Freudenberga).
Między wargą uszczelniającą a wałem występuje tarcie. Na skutek tarcia generowane jest ciepło. Ilość ciepła zależy od prędkości obwodowej na styku wału z uszczelnieniem. W zależności od tego, należy wybrać odpowiedni materiał uszczelnienia. Zdecydowana większość simmerringów wykonana jest z NBR. Jest to materiał charakteryzujący się dobrą odpornością na ścieranie, a także dobrą elastycznością. Maksymalna temperatura, jaką wytrzymuje NBR, to 100 stC. Jeżeli prędkość obwodowa jest na tyle duża, że ilość generowanego ciepła powoduje wzrost temperatury powyżej 100 stC, należy wybrać simmerring wykonany z FPM. Materiał ten wytrzymuje temperaturę do 200 stC. Ma jednak odporność na ścieranie mniejszą niż NBR i jest mniej elastyczny. Na postawie wykresu poniżej, można dobrać odpowiedni materiał w zależności od prędkości wału.
Najczęściej uszczelnianym medium jest olej lub smar. Zarówno NBR jak i FPM dobrze znoszą kontakt ze środkami smarnymi. Jeżeli uszczelniane jest inne medium, przy doborze uszczelnienia należy sprawdzić odporność materiału na działanie tego medium. Jeżeli ani NBR, ani FPM nie jest przystosowany do kontaktu z tym medium, należy wybrać uszczelnienie z innego materiału, np. VMQ, EPDM czy PTFE.
Jeżeli uszczelniane urządzenie pracuje w warunkach silnego zapylenia, zaleca się zastosowanie simmerringa dwuwargowego, gdzie druga warga jest tzw. wargą przeciwpyłową i zabezpiecza przed przedostawaniem się zanieczyszczeń do układu. Jednak warga przeciwpyłowa utrudnia odprowadzanie ciepła z wargi uszczelniającej. Wobec tego simmerring dwuwargowy ma niższe parametry graniczne pracy (prędkość obwodowa, temperatura otoczenia).
Uszczelnienie pracuje prawidłowo, jeżeli warga uszczelniająca jest smarowana. Najkorzystniejsze warunki panują wówczas, gdy między krawędzią uszczelniającą a wałem tworzy się film olejowy. Jeżeli jednak smarowanie jest ograniczone, należy uwzględnić znacznie szybsze zużywanie się uszczelnienia. W przypadku pracy na sucho (np. media sypkie), dobrym rozwiązaniem są uszczelnienia z wargą teflonową (PTFE). Materiał ten charakteryzuje się bardzo małym współczynnikiem tarcia i w związku z tym działa poprawnie bez smarowania.
Trwałość uszczelnienia będzie niższa w przypadkach, gdzie niekorzystne warunki, takie jak wysoka temperatura, duża prędkość obwodowa, wysokie ciśnienie, słabe smarowanie kumulują się.
Powyższy artykuł nie wyczerpuje wszystkich aspektów związanych z doborem uszczelnienia. Daje tylko podstawowe wskazówki i zwraca uwagę na najważniejsze rzeczy, które należy przy tym rozpatrzyć.
