ベアリング用非接触シール：種類、制限速度、選定ガイド

6,000 rpm で動作する 15 kW モーターでは、8 か月ごとにリップ シールが破損することはありません。その際、シールは設計通りの動作を行い、ゴム製のリップを回転面に押し付け、その摩擦による熱でシールが終了します。リップシールを非接触シールに交換すると、シールが何にも触れなくなるため、多くの場合、1 ステップで問題が解決します。非接触シールは、摩擦の低下、運転温度の低下、最高速度の上昇、およびグリースの寿命の延長と引き換えに、汚染からの保護を少し放棄します。クリーン、高速、または高温の機器の場合は、通常、その交換が適切です。

非接触シールとは何か

非接触シールは、通常の運転中に回転部品と固定部品の間で擦れることなく、潤滑剤の侵入と汚染の侵入を防ぎます。ベアリングの作業では、次の 4 つの一般的なバージョンに遭遇します。

• プレス鋼シールド、ベアリング部品番号の接尾辞 ZZ として表示されます。
• ラビリンスシール、リングまたはハウジングの回転経路として機械加工
• V シールまたはギャップ シール、肩を押し付けずに肩に近づける
• 迷路のパスと光偏向器またはフェルト要素を組み合わせたハイブリッド デザイン

プレススチールシールドはグループの中で最もシンプルで安価で、粗いダスト、グリス保持、高速性に優れています。ラビリンスは、十分な内部ターンと排水経路がある場合、グループ内で最も強力なオプションですが、最も慎重な設計作業と最も正確な機械加工も必要とします。

得られるものは測定可能です。シールの摩擦によって基油が加熱されないため、軸受の寿命にわたって摩擦トルクが低く安定し、発熱が低下し、限界回転数が上昇し、グリースの寿命が向上します。また、シャフトやスリーブに摩耗溝が刻まれていないため、シャフトが高価な場合や交換が難しい場合に問題となります。

あなたが何を放棄するかは同様に明らかです。摩擦を取り除く隙間も道です。微細な粉塵、冷却剤のミスト、洗浄水、水没は普通の非接触シールを通過するため、重度の汚染、食品工場の洗浄サイクル、水中作業では通常、接触シール、二次バリア、またはパージが必要です。

同じベアリングのシールタイプの比較

以下の表は、一般的なオプションを同じ基準に基づいて配置しているため、摩擦と保護の間のトレードは、想定されるものではなく、目に見えるものです。

非接触シールが実際に汚れを防ぐ仕組み

非接触シールの保護は、バリアではなく経路によって実現されます。 3 つの要素を理解すると、現実世界のほとんどの結果が説明されます。

ラビリンスの幾何学と粒子の運動量

迷路は空気と粒子の方向を数回強制的に変えます。回転するたびに圧力が低下し、粒子が溝に閉じ込められるため、汚染物質がベアリングに到達するまでに、より少ないエネルギーでさらに遠くまで移動する必要があります。回転リング上では、遠心力によって粒子が最も内側のギャップに到達する前に外側に飛ばされます。単一の直線ギャップは、3 つまたは 4 つの方向変化のあるパスよりもはるかに性能が悪く、同じ公称サイズの 2 つのシールが使用中に完全に異なる動作をする可能性があるのはこのためです。

クリアランスと熱膨張

非接触シールが機能するかどうかはクリアランスによって決まります。小型および中型ベアリングでは、片側あたり 0.1 ～ 0.3 mm のラジアル隙間が一般的であり、ハウジングがアルミニウムでシャフトがスチールの場合、動作温度が組立温度と約 60 ℃ 以上異なる場合、またはシャフトに顕著な振れが見られる場合には、再計算する必要があります。運転温度で閉じるギャップは、何の利点もなく、すべての摩耗を伴う摩擦シールになります。

方向、ドレン、およびグリースのパージ

ほとんどの非接触設計は指向性があります。回転デフレクターは、粒子がベアリングから追い出されるように汚染源に面する必要があり、固定溝はクリーンな側に配置する必要があります。ハウジングの最下点にある排水穴により、水と凝縮水が隙間に溜まらずに排出されます。隙間から出てくる少量のグリースが粒子を運び、経路を内側から密閉するため、グリースを少しパージすることも役立ちます。

非接触シールが最適な場所

これらのアプリケーションが期待を裏切ることはほとんどありません。

• 電気モーターとファン。速度が一定で、環境がきれいまたはほこりの少ない場所
• 摩擦熱により精度が制限される高速スピンドルおよび工作機械ドライブ
• オイルが飛散するギアボックスおよびポンプハウジング。ドレン経路を加工できる場所
• ロボットのジョイントとリニア ガイド システムでは、厳しい障壁よりも長いグリース寿命が重要です。
• 制御されたワークショップでろ過された空気で稼働する産業オートメーション

これらのアプリケーションには通常、さらに何かが必要です。

• 研磨粉塵が大量に存在する鋳造工場、鉱山および骨材の取り扱い
• 毎日の洗浄剤と苛性洗浄剤を使用した食品ライン
• 水中ポンプおよび継続的に湿潤状態の機械
• 狭い隙間を埋める可能性があるグラファイトや金属粉などの非常に細かい導電性の粉塵

小および中程度の深溝玉軸受は、ファン モーターからポンプ ドライブに至るまで、上記のクリーンな用途のほとんどで主力製品であり、それぞれの用途でボール ベアリングがどのように動作するかを決定するのはシールの接尾辞です。

小・中型深溝玉軸受 ファン モーター、ポンプ ドライブ、およびシールの接尾辞が性能を左右する同様のクリーン デューティ機器用の深溝玉軸受を検討します。 製品を見る→

結果を決める選択基準

各ポイントにより次のオプションが絞り込まれるため、これらのポイントを順番に実行してください。

• スピード。必要な速度と、ベアリングだけでなく選択したシール方法の制限速度を比較してください。
• 温度範囲と温度差（組み立て条件と運転条件の違いを含む）
• 汚染物質の種類と粒子サイズ。細かい粉末は粗い砂や液体の飛沫とは大きく異なる挙動をします。
• 潤滑方法。グリースのパージ挙動は充填量と基油粘度に依存するため
• 十分な回転数を備えたラビリンスに利用可能な軸方向および半径方向のスペース
• 点検できないシールはユニットごと交換されるため、メンテナンスアクセスが可能

速度とラジアル荷重とアキシアル荷重の合成が同時に発生する場合、52 および 53 シリーズの複列アンギュラ玉軸受には非接触シールドが指定されることがよくあります。これは、高速時の摩擦熱のコストが、余分なシールの気密性を犠牲にするよりも高くつくためです。

52および53シリーズ複列アンギュラコンタクト軸受 非接触シールドが摩擦熱を低減する、高速でのラジアル荷重とアキシアル荷重の複合荷重に対応する 52 および 53 シリーズ複列アンギュラコンタクト ベアリングを検討してください。 製品を見る→

隙間を守る設置と取扱い

隙間は設計上小さいため、リップシールよりも組み立て上の注意が重要です。

1. 図面上だけでなく、組み立て後の実際のギャップを測定し、最初の実行後に温かいユニットで再度確認してください
2. ハウジングを閉じる前に、シール溝に余分なグリースが入らないようにしてください。経路が塞がれると摩擦が発生するためです。
3. 取り付けられているリングを押してください。決してシールドやラビリンス リングを通さないでください。
4. 円周方向に不均一な隙間があると片側が先に埋まってしまうため、同心度と軸の振れを確認してください。
5. ハウジングをボルトで固定する前に、ドレンとディフレクターの向きを確認してください
6. 修正費用がまだ安いうちに、最初の数時間の走行後にこすった跡がないか検査してください

故障モードとそれが伝えること

非接触シールの問題のほとんどは、認識できる少数の方法で現れます。

ベアリングシリーズにシールを適合させる

部品番号の末尾は、シール原理の簡単なガイドです。 ZZは非接触のスチール製プレスシールド、2RSは接触ゴムリップシールを意味します。 30 および 38 シリーズの複列アンギュラ玉軸受は両方の形式で供給されるため、注文入力時に選択した接尾辞に応じて、同じ軸受がクリーンな高速ユニットまたはダーティな低速ユニットとして機能します。深溝玉軸受も同じ論理に従い、モーターとファン用のシールドと、湿潤または粉塵の多い作業用のリップシールを備えています。

30および38シリーズ複列アンギュラコンタクト軸受 ZZ 非接触シールドと 2RS 接触シールを比較して、これらの 30 および 38 シリーズ ベアリングの防塵および湿気保護に対する速度制限のバランスをとります。 製品を見る→

より高い速度制限とより厳しいシールのどちらを選択するかがまだ不明確な場合は、この注記を参照してください。 3802 ベアリングのシールのタイプと速度の選択 では、実際に実行された例を使用して、同じ決定について説明します。

指定する前の短いチェックリスト

1. 汚染物質を確認し、隙間が許容できるかどうかを判断します
2. 室温ではなく、運転温度でクリアランスを計算します
3. 使用するシール方法の制限速度を確認してください。
4. ハウジング内へのドレンとディフレクターの向きを最初から設計
5. グリースパージ経路と現実的な再潤滑間隔を計画する
6. 短い運転後に最初のユニットを検査し、測定されたギャップを記録します

非接触シールは普遍的な解決策ではありませんが、使用される頻度よりもはるかに多くの場合、より良い解決策となります。クリアランスを適切に確保し、経路をきれいに保ち、デフレクターを汚れの方向に向けると、シールドまたはラビリンス設計は、同じ位置にある複数の接触シールのセットよりも長持ちします。特定のハウジングまたは荷重ケースに取り組んでいる場合は、範囲全体をレビューできます。 寧波慈渓市のベアリングメーカー 同じシリーズのシールド バージョンとシールド バージョンの両方を構築します。