Je větší přetížení těsnicího kroužku vždy lepší?

Ne. Větší těsnicí kazeta přetížení nezajišťuje automaticky lepší těsnění. Účelem přetížení je vytvořit vhodný kontakt mezi těsnicími rty a hřídelem. Jakmile se tento kontakt stane nadměrným, může další radiální síla zvýšit tření, tvorbu tepla a opotřebení místo zlepšení těsnění.

Toto je zvláště důležité u rotačních olejových těsnění, protože hřídel se neustále pohybuje proti těsnicímu okraji. Statické těsnění lze silně stlačit, aniž by bylo vystaveno trvalému smykovému tření, ale rotační těsnění s okrajem musí fungovat za podmínek relativního pohybu. Společnost Shanfeng upozorňuje, že teplo vznikající na rozhraní mezi okrajem a hřídelí je důležitým omezením výkonu rotačního těsnění, zejména při zvyšování rychlosti a dalších zátěží.

Uvažujme dvě olejová těsnění nainstalovaná na stejné hřídeli. Pokud má těsnění A správně navrženou interference a těsnění B má výrazně vyšší interference, může se na první pohled zdát, že těsnění B má těsnější kontakt. Vyšší radiální síla však může zvýšit třecí zátěž na okraji. Při nepřetržité rotaci se toto tření mění na teplo. Pokud se toto teplo nedá účinně odvést, může se mazací film na rozhraní zhoršit a materiál těsnění se může stárnout rychleji.

Problém se může stát výraznějším při vysokých otáčkách hřídele. S rostoucí rychlostí rotace má těsnicí okraj méně času na odvod tepla vznikajícího třením.

Existuje ještě jiný důvod, proč jednoduché zvýšení přetížení není spolehlivým řešením: těsnění závisí na rozložení kontaktního tlaku, nikoli pouze na jeho velikosti. Úhel okraje, tuhost pružné části, napětí pružiny a tvar těsnicí hrany všechny ovlivňují, jak se tlak rozděluje podél kontaktu.

Důležitý je také samotný hřídel. Pokud je povrchová úprava nevhodná, nadměrné přetížení může zvýšit opotřebení, aniž by odstranilo základní problém povrchu. Nesouosost hřídele nebo nesouosost hřídele a ložiskového otvoru může způsobit jiný typ těsnicího problému, který nelze vyřešit pouhým utažením okraje.

Právě proto zkušení návrháři těsnění obvykle hledají vyváženou hodnotu přetížení, nikoli nejvyšší možnou. Těsnění musí vyvíjet dostatečnou radiální sílu, aby udrželo těsnicí rozhraní za skutečných provozních podmínek, avšak ne natolik velkou, aby se tření a teplota zbytečně zvýšily.

V praxi by se dobré olejové těsnění nemělo posuzovat podle toho, jak pevně se drží hřídele, když je stroj zastaven. Jeho skutečný výkon je určen tím, co se děje po několika hodinách rotace, kdy dochází k nepřetržité interakci mezi ústy těsnění, mazivem, hřídelem a tvorbou tepla. Správné přetížení je tedy takové, které zajišťuje stabilní těsnění za plánovaných provozních podmínek – nikoli pouze to, které způsobuje nejsilnější počáteční kontakt.