Mechanische afdichting versus lager: wat is het verschil?

Mechanische afdichtingen en lagers zijn beide cruciale componenten in machines, maar ze dienen duidelijk verschillende doeleinden. Terwijl mechanische afdichtingen vloeistoflekkage tussen roterende en stationaire onderdelen voorkomen, ondersteunen lagers bewegende componenten en verminderen ze wrijving.

Het belangrijkste verschil zit in hun primaire functies: mechanische afdichtingen fungeren als barrières, terwijl lagers beweging faciliteren. Mechanische afdichtingen worden doorgaans aangetroffen in pompen en andere vloeistofverwerkingsapparatuur, terwijl lagers alomtegenwoordig zijn in verschillende mechanische systemen.

In dit artikel gaan we dieper in op de kenmerken, toepassingen en voordelen van mechanische afdichtingen en lagers, zodat u weloverwogen beslissingen kunt nemen bij uw werktuigbouwkundige projecten.

Wat zijn mechanische afdichtingen?

Mechanische afdichtingen zijn kritische componenten in roterende apparatuur, ontworpen om lekkage van vloeistoffen of gassen tussen een roterende as en een stationaire behuizing te voorkomen. Deze nauwkeurig ontworpen apparaten spelen een cruciale rol bij het handhaven van de integriteit en efficiëntie van verschillende industriële machines, zoals pompen, compressoren en mixers.

Een typische mechanische verzegeling bestaat uit twee primaire vlakken: een roterend vlak dat met de as meebeweegt en een stationair vlak dat aan de behuizing van de apparatuur is bevestigd. Deze vlakken worden door veerkracht en hydraulische druk in nauw contact gehouden, waardoor er een dunne vloeistoffilm tussen hen ontstaat. Deze film fungeert als een barrière, die de procesvloeistof in de apparatuur effectief afsluit terwijl de as vrij kan roteren.

Wat zijn lagers

Lagers zijn kritische mechanische componenten die zijn ontworpen om de wrijving tussen bewegende delen te verminderen en roterende elementen in verschillende machines en apparatuur te ondersteunen. In tegenstelling tot een mechanische afdichting, die voornamelijk vloeistoflekkage voorkomt, vergemakkelijken lagers soepele bewegingen en verdelen ze lasten effectief.

Lagers bestaan uit verschillende hoofdonderdelen:

1. Innerlijk ras: Een glad, cirkelvormig pad waarop de rollende elementen bewegen.
2. Buitenras: De stationaire buitenring waarin de rolelementen zich bevinden.
3. Rollende elementen: Ballen, rollen of naalden die de wrijving tussen de assen verminderen.
4. Kooi: Een onderdeel dat de rolelementen scheidt en geleidt.

Soorten afdichtingen die op lagers worden gebruikt

Er zijn twee hoofdcategorieën afdichtingen die op lagers worden gebruikt: contactloze afdichtingen en contactafdichtingen.

Contactloze afdichtingen

Non-contact seals raken, zoals de naam al doet vermoeden, de roterende as niet fysiek aan. Deze seals creëren een barrière met behulp van labyrintachtige structuren of spelingsopeningen om te voorkomen dat verontreinigingen de lagerconstructie binnendringen. Enkele veelvoorkomende typen non-contact seals zijn:

1. Labyrint zeehonden:Deze afdichtingen maken gebruik van een reeks ingewikkelde paden om een kronkelige route te creëren voor verontreinigingen, waardoor deze effectief worden opgevangen voordat ze het lager kunnen bereiken.
2. Afdichtingen voor speling:Deze afdichtingen zorgen voor een kleine opening tussen de stationaire en roterende componenten en gebruiken de middelpuntvliedende kracht om verontreinigingen af te weren.
3. Magnetische zegels:Deze afdichtingen maken gebruik van magnetische velden en creëren een barrière die ijzerdeeltjes afstoot, zodat deze niet in de lagerbehuizing kunnen komen.

Contactloze afdichtingen zijn vooral handig bij toepassingen met hoge snelheden, waarbij wrijving en warmteontwikkeling tot een minimum moeten worden beperkt.

Contactafdichtingen

Contactafdichtingen raken, in tegenstelling tot hun niet-contact tegenhangers, fysiek de roterende as aan om een strakke afdichting te creëren. Deze afdichtingen zijn over het algemeen effectiever in het voorkomen van verontreiniging en het vasthouden van smeermiddelen, maar kunnen extra wrijving veroorzaken. Veelvoorkomende typen contactafdichtingen zijn:

1. Lipafdichtingen:Deze flexibele afdichtingen maken gebruik van een lip die contact maakt met de as, waardoor een barrière ontstaat tegen verontreinigingen en vastzittende smeermiddelen.
2. O-ring afdichtingen:Deze afdichtingen bestaan uit een rubberen of elastische ring, passen in een groef en drukken tegen de as aan om een goede afdichting te vormen.
3. Mechanische afdichtingen:Hoewel mechanische afdichtingen doorgaans niet direct op lagers worden gebruikt, worden ze vaak aangetroffen in pomptoepassingen, waar ze samenwerken met lagers om lekkage en verontreiniging te voorkomen.

Contactafdichtingen zijn over het algemeen geschikter voor toepassingen met een lagere snelheid of wanneer het voorkomen van verontreiniging van cruciaal belang is.

Belangrijkste verschillen tussen mechanische afdichtingen en lagers

Primaire functies

Mechanische afdichtingen zijn primair ontworpen om lekkage van vloeistoffen of gassen tussen roterende en stationaire componenten in machines te voorkomen. Hun belangrijkste functie is om een barrière te creëren die de procesvloeistof in de apparatuur bevat en verontreinigingen buiten houdt. Dit is met name belangrijk bij toepassingen met pompen, compressoren en mixers waarbij vloeistofbeheersing cruciaal is. Mechanische afdichtingen bereiken dit door gebruik te maken van een combinatie van roterende en stationaire vlakken die een strakke afdichting vormen wanneer ze tegen elkaar worden gedrukt.

Lagers zijn daarentegen ontworpen om bewegende onderdelen in een machine te ondersteunen en te geleiden, waardoor wrijving en slijtage tussen componenten wordt verminderd. Hun primaire functie is om soepele rotatie of lineaire beweging te vergemakkelijken en tegelijkertijd energieverlies door wrijving te minimaliseren. Lagers bereiken dit door rolelementen (zoals kogels of rollen) of een smeerfilm te gebruiken om bewegende oppervlakken te scheiden, waardoor efficiënte overdracht van lasten en krachten mogelijk is.

Hoewel zowel mechanische afdichtingen als lagers bijdragen aan de algehele prestaties van machines, zijn hun functies eerder complementair dan uitwisselbaar. Mechanische afdichtingen richten zich op containment en isolatie, terwijl lagers de nadruk leggen op lastondersteuning en wrijvingsvermindering. In veel toepassingen werken beide componenten samen om optimale werking en betrouwbaarheid van de apparatuur te garanderen.

Locatie

Mechanische afdichtingen worden voornamelijk aangetroffen op de interface tussen roterende en stationaire componenten, met name in pompen, compressoren en andere apparatuur voor vloeistofbehandeling. Ze worden doorgaans geïnstalleerd waar een roterende as een onder druk staande behuizing of vat in- of uitgaat. Bijvoorbeeld in een centrifugaalpompDe mechanische afdichting bevindt zich tussen de pompbehuizing en de roterende as en vormt een barrière om vloeistoflekkage te voorkomen.

Lagers bevinden zich daarentegen meestal langs de lengte van een roterende as of as. Ze kunnen op verschillende posities worden gevonden, afhankelijk van het ontwerp van de machine en de belastingsvereisten. Veelvoorkomende locaties voor lagers zijn:

1. Aan de uiteinden van een as om radiale en axiale ondersteuning te bieden
2. Tussen verschillende delen van een meercomponentenas
3. Binnen tandwielkasten ter ondersteuning van tandwielassen
4. In elektromotoren ter ondersteuning van de rotor

In sommige gevallen kunnen mechanische afdichtingen en lagers zich dicht bij elkaar bevinden, met name in pompassemblages. Een pompas kan bijvoorbeeld lagers hebben die hem ondersteunen in de buurt van de waaier, met een mechanische afdichting die net buiten de lagers is geplaatst om vloeistoflekkage te voorkomen.

Smering

Mechanische afdichtingen werken doorgaans met een dunne laag smeermiddel tussen de afdichtingsvlakken. Deze laag, vaak slechts enkele micrometers dik, is essentieel voor het verminderen van wrijving en slijtage terwijl een effectieve afdichting behouden blijft. Het smeermiddel in een mechanische afdichting kan de procesvloeistof zelf zijn of een speciaal ontworpen barrièrevloeistof. In sommige gevallen kunnen mechanische afdichtingen werken in een "droogloop"-conditie, waarbij gespecialiseerde materialen zoals koolstof of siliciumcarbide worden gebruikt om wrijving te minimaliseren zonder traditionele smering.

Lagers hebben daarentegen meer smering nodig om goed te functioneren. Ze gebruiken doorgaans olie of vet om de wrijving tussen bewegende delen te verminderen, warmte af te voeren en te beschermen tegen corrosie. Het smeermiddel in lagers vormt een hydrodynamische film die de rolelementen van de loopringen scheidt, waardoor slijtage aanzienlijk wordt verminderd en de levensduur van het lager wordt verlengd.

Ook de smeermethoden voor mechanische afdichtingen en lagers verschillen:

1. Mechanische afdichtingen zijn vaak afhankelijk van zelf-smering door de procesvloeistof of een gecontroleerde lekkage van spervloeistof.
2. Lagers kunnen gebruikmaken van verschillende smeersystemen, waaronder:

• Oliebad smering
• Vet pakking
• Olienevel smering
• Circulerende oliesystemen

Conclusie

Hoewel beide componenten een belangrijke rol spelen in machines, dienen ze verschillende doelen. Mechanische afdichtingen fungeren voornamelijk als lekpreventie-apparaten, terwijl lagers soepele rotatie mogelijk maken en lasten ondersteunen. Hun locaties binnen machines verschillen, evenals hun smeervereisten en afdichtingsmechanismen. Lagers gebruiken vaak hun eigen afdichtingssystemen, zoals contactloze en contactafdichtingen, om te beschermen tegen verontreinigingen en smeermiddelen vast te houden. Door deze belangrijke verschillen te begrijpen, kunnen professionals weloverwogen beslissingen nemen over componentselectie, onderhoud en probleemoplossing, wat uiteindelijk de prestaties en levensduur van de apparatuur verbetert.

Klaar om de prestaties van uw machine te verbeteren met hoogwaardige mechanische afdichtingen? Zoek niet verder dan COWSEAL, uw vertrouwde fabrikant van mechanische afdichtingen. Ons deskundige team staat klaar om u te helpen bij het selecteren van de perfecte afdichtingsoplossing voor uw specifieke toepassing.