Roterende asafdichtingen - Hoe ze werken

Asafdichtingen, ook wel oliekeerringen of gewoon asafdichtingen genoemd, worden gebruikt om de opening tussen stationaire en roterende componenten te dichten en af te dichten. Ze voorkomen olielekkage en zorgen ervoor dat er geen verontreinigingen door de speling komen. Er zijn verschillende soorten asafdichtingen voor een breed scala aan toepassingen. Dit artikel geeft je een overzicht van asafdichtingen en helpt je de juiste te kiezen voor jouw toepassing.

Inhoudsopgave

• Ontwerp asafdichting
• Typen asafdichtingen
• Materialen
• Selectiecriteria

Ontwerp asafdichting

In Figuur 2 hieronder kunnen we zien dat het basisontwerp van een asafdichting sterk verschilt van gewone O-ringen. Hij bestaat uit twee delen: een metalen ring (B) aan de binnenkant die zorgt voor stabiliteit en stevigheid en het tweede, een afdichtingslip (E), die zorgt voor een afdichting tegen de as. Afhankelijk van de toepassing kan de buitenbekleding (A) van rubber of metaal zijn. Het gebied dat in contact komt met de as wordt zo klein mogelijk gehouden en wordt in de meeste gevallen gevormd in een V-vorm (E). Deze V-vorm is vooral effectief om de door de afdichting gegenereerde warmte te verminderen door de afschuiving van het smeermiddel en het contact met de asperiteiten te verminderen. De V-vorm wordt vastgeklemd met een kousenbandveer (D) die een radiale afdichting tegen de as aanbrengt. Optioneel kan een stoflip (C) worden toegevoegd om de afdichtingsrand te beschermen door vuil of stof van buitenaf tegen te houden. Dit heeft als bijkomend voordeel dat de levensduur van de asafdichting wordt verlengd.

Typen asafdichtingen

Asafdichtingen worden gemaakt volgens DIN 3760. De buitenkant van de asafdichting kan van rubber of metaal zijn. Meestal wordt een rubberen asafdichting gebruikt. Hun voordeel is dat ze niet kunnen roesten, dat ze een licht beschadigde behuizing veel beter kunnen afdichten en dat bij gebruik in hoge temperaturen het rubber snel uitzet en zo voor een nauwsluitende pasvorm zorgt. Een metalen asafdichting is over het algemeen kostenefficiënter. Er moet echter op worden gelet dat de afdichting, de behuizing en de as dezelfde thermische expansie-eigenschappen hebben. Overmatige thermische uitzetting kan de oorzaak zijn van lekken wanneer het systeem temperatuurschommelingen ondervindt.

Er zijn drie basistypen asafdichtingen met verschillende constructievormen: A, B en C. Als de asafdichting een stoflip bevat, wordt een S toegevoegd. Als het vanuit beide richtingen afdicht voor twee verschillende vloeistoffen, wordt een "D" toegevoegd. Een "O" in het type betekent geen kousenbandveer. In afbeeldingen 3 tot en met 7 is het effen zwart metaal en het ruitpatroon rubber.

Type A/AS

Type A is voornamelijk gemaakt van rubber. Dit zorgt ervoor dat er geen lekkage optreedt wanneer de temperatuur verandert of wanneer het gat in de behuizing een hoge mate van ruwheid heeft. Type AS heeft een extra stoflip om de afdichtrand te beschermen tegen vuil en stof van buitenaf.

Type B/BS

Type B heeft een buitenkant van metaal. Om ervoor te zorgen dat er geen lekkage aan de buitenkant optreedt, vereisen ze nauwe toleranties bij het gat in de behuizing. Type BS heeft een extra stoflip om de afdichtrand te beschermen tegen vuil en stof van buitenaf.

Type C/CS

Type C is vergelijkbaar met type B, maar met een extra verstevigingskap. Dit maakt de asafdichting geschikt voor zware bedrijfsomstandigheden. Het komt ook vaker voor bij asafdichtingen met een grote diameter. Type CS heeft een extra stoflip om de afdichtrand te beschermen tegen vuil en stof van buitenaf.

Type AD/BD

Type AD en BD hebben twee afdichtranden, waardoor het mogelijk is om twee vloeistoffen van elkaar te scheiden. Type AD heeft een metalen versterkingsring, bedekt met rubber, terwijl type BD een volledig metalen omhulsel heeft. Type AD heeft een uitstekende statische afdichting op de buitendiameter door een grotere perspassing en is relatief eenvoudig te installeren. Type BD heeft een zeer strakke en exacte pasvorm in de behuizing door de metalen perspassing.

Type AO/BO

Type AO en BO zijn ontworpen zonder de radiale veer die de afdichtingsrand op de as klemt. Ze worden daarom meestal gebruikt in kleinere toepassingen met naaldlagers of wanneer het type smering vet is.

Materialen

De twee meest gebruikte materialen voor asafdichtingen zijn NBR en FKM. Raadpleeg onze chemische compatibiliteitstabel om zeker te zijn van chemische compatibiliteit.

• NBR: Dit materiaal is meestal de beste keuze voor algemeen gebruik. Het is bestand tegen smeerolie, hydraulische olie, water en geschikt voor temperaturen tussen -30°C en 100°C (-22° -212°F). Het is echter niet bestand tegen zuren en oplosmiddelen. De maximale rijsnelheid (snelheid van het asoppervlak) van dit materiaal is 12 m/s.
• FKM: Dit materiaal is de beste keuze voor toepassingen met hoge temperaturen. Het is geschikt voor temperaturen tussen -20 en 200°C (-4° - 392°F). Het is ook veel beter bestand tegen zuren en oplosmiddelen. De maximale loopsnelheid van dit materiaal is 38m/s.

Aan de hand van onderstaand diagram kan worden berekend welk materiaal het beste bij een systeem past.

Diagram voor materiaalselectie

1. Met bekende asdiameter en draaisnelheid:
   • Je moet het snijpunt bepalen van de verticale lijn boven de overeenkomstige asdiameter in [mm] onderaan het diagram met de overeenkomstige diagonale draaisnelheidslijn die vertrekt van de rechter- of bovenrand van het diagram.
2. Met vastgestelde asdiameter en omtreksnelheid:
   • Je moet het snijpunt bepalen van de verticale lijn boven de overeenkomstige asdiameter in [mm] aan de basis van het diagram met de overeenkomstige horizontale lijn vanaf de linkerrand van het diagram bij de overeenkomstige omtreksnelheid in [m/s].

Bijvoorbeeld:

• Asdiameter (d): 100 mm
• Rotatiesnelheid (n): 1500 1/min
• Omtreksnelheid (v): onbekend m/s

Als we naar de grafiek op basis van deze specificaties kijken, zien we dat de omtreksnelheid 7,9 m/s is. Het staat ook in het NBR-gedeelte van de grafiek, wat aangeeft dat dit het geselecteerde materiaal moet zijn. Als de analyse buiten het NBR- of FKM-bereik valt, is een speciaal asafdichtingsmateriaal vereist. Als het op de grens ligt, wordt meestal FKM gebruikt omdat dit van hogere kwaliteit is.

Let op: Het blijft belangrijk om te kijken naar de chemische compatibiliteit van elk materiaal! Lees voor meer informatie ons artikel over lagersmering.

Selectiecriteria

Asafdichtingen moeten aan de volgende criteria voldoen om de juiste afdichting voor jouw toepassing te kiezen:

1. Afmetingen
   • Zorg ervoor dat de asafdichting goed afdicht tegen de as en de behuizing om de volledige opening tussen de stationaire en roterende onderdelen op te vullen.
2. Smering
   • De keuze voor een specifiek type afdichting hangt voor een groot deel af van het type medium dat wordt gebruikt voor smering.
   • Als vet het enige medium in het systeem is, is een asafdichting van NBR type AO of BO voldoende.
   • Als zuren of oplosmiddelen worden gebruikt, wordt een asafdichting van FKM type A/AS, AD/BD, B/BS, C/CS aanbevolen.
3. Gebruikstemperatuur
   • Afdichtingen van type A moeten worden gebruikt voor toepassingen met frequente temperatuurschommelingen, omdat ze kunnen uitzetten/krimpen bij temperatuurschommelingen.
   • Als de temperatuur van de toepassing hoger is dan 100°C (212°F), moet FKM worden gebruikt.
   • Als de temperatuur tussen -20° tot -30°C (-4 tot -22°F) ligt, moet NBR worden gebruikt. Tussen deze bereiken hangt het af van het mediatype.
4. Bedrijfsbelasting
   • Als de as wordt blootgesteld aan veel onregelmatige krachten, zoals in een terreinwagen, wordt een asafdichting van type C aanbevolen. Als de rijsnelheid van de as hoger is dan 14 m/s, moet u een asafdichting van FKM gebruiken. Gebruik ons materiaalselectiediagram.
5. Milieu
   • Als er veel vuil of stof in de omgeving is, is het aan te raden om een asafdichting met stoflip te kiezen. Dit verlengt de levensduur van de asafdichting.