Работоспособность, длительность, надежность и безопасность работы систем и устройств смазывания зависит от качества уплотнений, способов их монтажа и выполнений требований к их эксплуатации.
При использовании жидкого смазочного материала наилучшим уплотнением являются резиновые армированные манжеты. Манжеты могут работать в минеральных маслах, воде, дизельном топливе при скоростях скольжения до 20 м/с и избыточном давлении до 0,05 МПа. Температура в месте контакта манжеты с валом может изменяться от -45 до +150° С. Манжеты изготовляются двух типов: однокромочные и однокромочные с пыльником. При использовании рабочая кромка манжеты должна быть обеспечена смазкой. Перед сборкой наружная поверхность манжеты (рис.4.54) и поверхности трения должны быть смазаны.
Лучшим при использовании жидких смазочных материалов является уплотнение, показанное на рис.4.54а. Его применяют при окружной скорости вала до 2 м/с. В конструкции (рис.4.54б) для уменьшения износа манжеты использована термообработанная втулка. Такую конструкцию применяют для жидких смазочных материалов при окружной скорости вала до 10 м/с. При такой скорости используются уплотнения, показанные на рис.4.54в, г, д. Конструкция (рис.4.54в) обеспечивает лучшее уплотнение внешней стороны и препятствует проникновению загрязнения, а конструкция (рис.4.54г) обеспечивает лучшее уплотнение с внутренней стороны и препятствует вытеканию масла.
Конструкция (рис.4.54д) обеспечивает надежное уплотнение с обеих сторон.
Конструкцию, которая показана на рис.4.54е применять не рекомендуется, так как установка уплотнения после шпонки нежелательна из-за невозможности демонтажа без съема шпонки. Этого недостатка лишена конструкция, приведенная на рис.4.54ж, которая обеспечивает съем уплотнения без демонтажа шпонки. Ее применяют при окружной скорости вала до 10 м/с.
Конструкция (рис.4.54з) может быть использована при небольших частотах вращения вала, так как при больших частотах радиально-упорный подшипник качает масло как насос в сторону раскрытия конуса.
Для средних и высоких скоростей вращения может быть рекомендована конструкция, показанная на рис.4.54и. В ней выброс масла происходит в сторону, обратную уплотнению.
Рис.4.54. Схема установки уплотнений
Нерекомендуемая конструкция уплотнения для средних скоростей - до 5 м/с показана на рис.4.54к. В ней уплотняющий эффект недостаточен из-за малого перепада зазоров, а конструкцию (рис.4.54л) рекомендуется использовать, так как здесь уплотнение создается за счет чередования небольших (0,06…0,07) и больших (2…3) зазоров.
При применении пластичных смазочных материалов и скоростях до 8 м/с использование конструкции (рис.4.54м) в узлах с повышенной загрязненностью не допускается.
При использовании жидких смазочных материалов и скоростях более 5… 6 м/с необходимо, чтобы маслоотражательные кольца выступали за стенку корпуса (рис.4.54н). Наличие ванночки за подшипником (рис.4.54о) обеспечивает улучшение смазочного эффекта.
Упрощенная конструкция уплотнения (рис.4.54и) может быть использована при перепаде давлений снаружи и внутри не более 0,05 МПа и окружной скорости вала меньше 5 м/с.
Поверхность трения на валу должна быть подвергнута термообработке до твердости не менее HRCЭ 30 и выполнена по посадке Н9 с шероховатостью поверхности не ниже Ra = 0,32 мкм и Ra = 0,63 мкм Радиальное биение вала должно быть не свыше 0,2 мм при частоте вращения до 500 мин-1, не более 0,15 мм - при частоте вращения 500... 1500 мин-1 и не более 0,08 мм - при частоте вращения свыше 15000 мин-1 . Несоосность посадочного места под манжету и оси вала не должна превышать 0,12 мм при посадочном диаметре до 80 мм и 0,15 мм - свыше 80 до 150 мм. Установка манжеты внутрь препятствует вытеканию масла из корпуса, но недостаточно защищает его от проникновения за уплотнение внешней среды даже при весьма малом давлении извне. Установка манжеты пружиной наружу препятствует проникновению внешней среды в корпус и в недостаточной степени вытеканию масла из него. Решить проблему позволяет установка двух манжет.
При работе в запыленном помещении перед манжетой должно быть установлено защитное устройство (рис.4.55а). При установке манжеты рядом с коническим подшипником необходимо предусмотреть канавки для отвода масла (рис.4.55б). Для предохранения манжеты от выворачивания при перепаде давлений свыше 5 МПа необходим конусный упор. Для удобства демонтажа манжет следует предусматривать упорную шайбу с демонтажными отверстиями.
Рис.4.55. Схемы установки манжет
При невозможности выполнения фаски на валу (рис.4.55в) следует выполнять установку манжеты с помощью монтажной втулки. Необходима заходная фаска в посадочном отверстии для наружной цилиндрической поверхности манжеты. В конструкции (рис.4.55г) монтаж манжеты необходимо выполнять с помощью специальной втулки во избежание перекоса манжеты. Для защиты вала от износа следует устанавливать втулку (рис.4.55д). Для предохранения рабочей кромки манжеты от повреждения на втулке необходима фаска.
Фетровые (войлочные) уплотнения могут применяться для окружных скоростей порядка 8 м/с. Это уплотнение нельзя применять в устройствах, находящихся в зоне с повышенной загрязненностью, из-за того, что частицы абразива и пыли могут внедриться в него и создавать относительное скольжение, изнашивая вал.
При окружной скорости вала до 2 м/с можно использовать грубошерстные уплотнения - войлок Г в контакте с валом, обработанным до Ra = 1,25 мкм. При скорости вращения вала 2… 5 м/с этот материал применять не рекомендуется. В данном случае лучшими будут полугрубошерстные уплотнения - войлок Т в сочетании с обработкой вала до шероховатости Ra =0,63 мкм. При скорости же 5…8 м/с целесообразно применять тонкошерстные уплотнения при шероховатости обработки поверхности вала Ra = 0,32 мкм
Используемые для защиты или разделения смазок маслоотбрасывающие отражательные кольца любой формы и конструкции должны выступать на уплотняемую стенку, с тем, чтобы они могли отбросить центробежной силой попадающее на них горячее масло. Эти кольца рекомендуется применять при скоростях вращения вала больших, чем 5…6 м/с.