Használható-e lineáris tengely nagynyomású környezetben?

Egy lineáris tengely működhet bizonyos nyomás alatti környezetben, de a szabványos tengelyt nem szabad automatikusan nyomásértékes alkatrészként kezelni.Az első kérdés az, hogy a tengely teljesen a nyomás alatti kamrában marad-e, vagy áthalad a kamra falán. Ez a két elrendezés nagyon eltérő műszaki követelményeket tartalmaz.

Ha a tengely a kamrában marad, a környezeti nyomás korlátozott közvetlen hatással lehet egy tömör acél tengelyre, de a nyomóközeget, a korróziót, a kenést és a lineáris csapágytömítéseket még mindig értékelni kell. Ha a tengely átlép egy nyomáshatárt, a teljes átvezetést - beleértve a tengelyt, a dinamikus tömítést, a csapágytartót, a házat és a nyomástartó edényt - egy rendszerként kell megtervezni és tesztelni.

Mit jelent a "nagynyomású környezet"?

A "nagynyomású környezet" kifejezés túl tág ahhoz, hogy önmagában válasszon lineáris tengelyt. Számos különböző működési körülményt írhat le:

• Teljesen egy nyomás alatti gázzal töltött kamrában működő tengely.
• Nyomás alatt álló olajba, vízbe vagy más folyadékba merült tengely.
• Nyomástartó edény falán áthaladó dugattyús tengely.
• Olyan tengely, amely nagy mechanikai terhelést hordoz, de nincs kitéve megnövekedett folyadéknyomásnak.

Az utolsó feltétel egy nagy terhelésű alkalmazás, nem feltétlenül nagy nyomású környezet. A mechanikai terhelést a tengelyfeszültség, az elhajlás, a támasztávolság és a teherbírás alapján kell ellenőrizni, míg a folyadék- vagy gáznyomás a tömítés, a kompatibilitás és a rendszerbiztonság további figyelembevételét igényli.

1. eset: A tengely egy nyomás alatti kamrában működik

A teljes egészében egy egyenletes nyomású kamrában elhelyezkedő tömör lineáris tengely általában nincs kitéve nagy nyomáskülönbségnek a felületén. Ebben az elrendezésben az elsődleges szempont általában a környező közeg és a tengellyel dolgozó alkatrészek.

A következő feltételeket kell ellenőrizni:

• Közepes kompatibilitás:Határozza meg, hogy a kamra levegőt, inert gázt, hidraulikaolajat, vizet, gőzt vagy vegyi folyadékot tartalmaz-e.
• Korrózióveszély:Nedvesség, só, vegyszerek és technológiai folyadékok megtámadhatják a tengely felületét.
• A kenőanyag viselkedése:A kenőanyagnak stabilnak és kompatibilisnek kell lennie az üzemi közeggel, a hőmérséklettel és a tömítőanyagokkal.
• Csapágy és tömítés teljesítménye:A lineáris csapágyas tömítések és rögzítők eltérően viselkedhetnek nyomás vagy vegyi hatás hatására.
• Nyomásciklus:Az ismételt nyomás alá helyezés és nyomáscsökkentés befolyásolhatja a tömítéseket, a beszorult gázt és a kenőanyag visszatartását.

Ebben az esetben magának a tengelynek elegendő lehet a megfelelő tengelyanyag és felületkezelés kiválasztása, de a lineáris csapágyat, a tömítéseket és a kenési rendszert még át kell tekinteni.

2. eset: A tengely átlép egy nyomáshatárt

Igényesebb helyzet áll elő, ha egy dugattyús lineáris tengely áthalad egy nyomás alatt álló burkolat falán. A nyomáskülönbség ezután a tengely hatásos területére hat, és axiális erőt hoz létre:

Kör alakú tengely esetén az effektív terület a következőkből becsülhető meg:

Például egy 20 mm-es tengely, amely 1 MPa nyomáskülönbségnek van kitéve, körülbelül 314 N tengelyirányú erőt fejleszt ki, mielőtt hozzáadódik a súrlódás, a gyorsulás és a külső munkaterhelés. Ez a számítás nem bizonyítja, hogy egy szerelvény biztonságos, de megmutatja, miért kell a nyomást belefoglalni a működtető, a tömítés és a támaszték kiválasztásába.

A nyomáshatárt átlépő tengely megfelelő dinamikus tömítést is igényel. A közegtől és az üzemi körülményektől függően a rendszer használhatja a tervezett rúdtömítéseket, tömítést, csőmembránt, mágneses tengelykapcsolót vagy más, erre a célra tervezett átvezetést. A szabványos lineáris csapágytömítést elsősorban a kenőanyag megtartására és a szennyeződés csökkentésére tervezték; nem automatikusan nyomástartó tömítés.

Melyik tengely anyagát érdemes figyelembe venni?

Az anyagválasztás jobban függ a nyomóközegtől és a korróziónak való kitettségtől, mint önmagában a nyomásszámtól.

A DLY lineáris tengelyek a termék típusától függően különböző anyagokból és különböző felületkezeléssel készülhetnek. A szabványos edzett lineáris tengelyfelületek keménységét, egyenességét és kidolgozását általában szabályozzák, mivel a tengely a lineáris csapágy gördülőpályájaként is szolgál. Ezeket a gyártási jellemzőket azonban nem szabad hitelesített nyomásértékként értelmezni.

A kémiailag agresszív közegeknél pontos koncentrációt, hőmérsékletet és expozíciós időt kell megadni. A "rozsdamentes acél" általános leírása nem elég, mert a különböző rozsdamentes acélminőségek eltérően reagálhatnak kloridokra, savakra és egyéb vegyszerekre.

Miért számít a felületkezelés a tömítésnek?

Amikor egy tengely áthalad egy dinamikus tömítésen, a felület állapota befolyásolja a szivárgást, a súrlódást és a tömítés kopását. A túl durva felület károsíthatja a tömítőajakot, míg a karcolások, horpadások, rozsda vagy a bevonat megszakadásai szivárgási utakat okozhatnak.

Ezért a tengelyt a következők szerint kell értékelni:

• Átmérő és tűrés a tömítési területen.
• A kiválasztott tömítés gyártója által megkövetelt felületi érdesség.
• Egyenesség és kifutás az oda-vissza mozgás során.
• Keménység és kopásállóság.
• Karcolások, korróziós gödrök és bevonathibák hiánya.
• Élkezelés a tömítés szerelés közbeni sérülésének elkerülése érdekében.

Előfordulhat, hogy a gördülőcsapágyhoz szükséges felület nem egyezik meg a nyomótömítés által megkövetelt felülettel. Mindkét követelményt meg kell erősíteni, ha ugyanaz a tengelyfelület mindkét funkciót ellátja.

Meglévő DLY Lineáris tengely képek

Az alábbiakban bemutatott termékek példák a precíziós lineáris tengelyekre. A fotók bemutatják a tengely típusát és felületi állapotát, de nem jelentenek nyomástanúsítványt vagy komplett nyomászáró szerelvényt.

Kenés és nyomás-közepes kompatibilitás

A kenőanyag kiválasztása nem csak olyan címkén alapulhat, mint például a „nagynyomású zsír”. A kenőanyagnak kompatibilisnek kell lennie a környező folyadékkal vagy gázzal, az üzemi hőmérséklettel, a csapágyanyaggal, a tömítőanyaggal és a karbantartási módszerrel.

A lehetséges problémák a következők:

• Folyékony környezetben kimosó kenőanyag.
• Zsír sűrítése, elválasztása vagy reakcióba léptetése a folyamatközeggel.
• Az elasztomer tömítések megduzzadása vagy megkeményedése.
• A kenés elvesztése ismételt nyomásciklus során.
• A tiszta folyamat szennyeződése zsírral vagy kopórészecskékkel.

Élelmiszer-, orvosi, oxigéndús vagy kémiailag érzékeny rendszerek alkalmazás-specifikus kenőanyagokat és további biztonsági felülvizsgálatot igényelhetnek. Egy szabványos ipari zsírt nem szabad megfelelőnek tekinteni az összeférhetőség ellenőrzése nélkül.

Mit kell tesztelni?

Ha egy tengely egy nyomást tartalmazó vagy nyomáskeresztező egység része, a vizsgálatot a teljes rendszeren kell elvégezni, nem pedig egyedül a tengelyen.

A szükséges próbanyomás, biztonsági tényező és tanúsítvány a géptől, a joghatóságtól, a közepes és az alkalmazandó nyomástartó berendezés szabványtól függ. Ezeket a követelményeket a teljes berendezésért felelős tervezőnek meg kell erősítenie.

A tengely kiválasztása előtt megadandó információk

Az ügyfelek gyakori kérdése: "Elbír-e ez a tengely 5 MPa-t?" Ez a nyomásérték önmagában nem elegendő egy tengely ajánlásához. A következő információkat kell megadni:

1. A tengely a kamrában marad, vagy átmegy a falán?
2. Mekkora a normál és a maximális nyomáskülönbség?
3. A közeg levegő, gáz, olaj, víz, gőz vagy vegyi folyadék?
4. Milyenek az üzemi és tisztítási hőmérsékletek?
5. Milyen tengelyátmérőre, löketre, sebességre és ciklusfrekvenciára van szükség?
6. Milyen radiális, axiális és nyomatéki terhelések hatnak a tengelyre?
7. Melyik lineáris csapágyat és dinamikus tömítést használják?
8. Szükséges-e bármilyen nyomástartó edény vagy ipari tanúsítvány?

A tengely általános kiválasztásához – beleértve az anyagot, az átmérőt, a keménységet, a támasztási módot és a csapágyillesztést – lásd alineáris tengely kiválasztási útmutató. Ha a nedvesség vagy a könnyű korrózió a fő probléma, hasonlítsa össze akrómozott tengely szabályos lineáris tengellyel. A DLY elérhető tengelytípusai szintén áttekinthetők alineáris tengely termékoldal.

Következtetés

A lineáris tengely bizonyos nyomás alatti környezetben használható, ha az anyaga, a felületkezelés, a csapágy, a kenőanyag és a környező közeg kompatibilis. Amikor azonban a tengely áthalad egy nyomáshatáron, egy dinamikus tömítőrendszer részévé válik, és nem választható ki pusztán a tengely specifikációiból.

Ne írjon le egy szabványos lineáris tengelyt nyomásállóként, kivéve, ha a teljes szerelvényt egy meghatározott nyomásra, hőmérsékletre, közegre és működési ciklusra tervezték és ellenőrizték.

← Vissza (DLY Blog).