ロータリーモーターシールは、連続的に回転するシャフト(岩盤掘削機のロータリーモーターでは通常200–600 rpm)に対して、比較的低い界面速度で作動します。一方、リニアシリンダーシールは、往復運動するロッドに対して、より高いピーク速度で作動しますが、平均速度ははるかに低く、かつ方向反転が頻繁に発生します。潤滑状態は根本的に異なります。ロータリーシールは、ほぼ全使用期間にわたり流体動圧潤滑状態で作動します。すなわち、回転シャフト自体の回転によって、シールリップ下面に自己再生型の油膜(オイルウェッジ)が生成されます。一方、リニアシールは、各方向反転点において混合潤滑および境界潤滑を繰り返し通過します。この方向反転点こそが、最も摩耗が激しくなる箇所です。
シール設計への影響:回転モーターシャフト用シールは、シャフトの位置にかかわらず一定の接触圧力を維持するために、エラストマー製リップとスプリング式ガーター・スプリングを採用している。連続回転により、接触圧力の均一性が設計上の最重要パラメーターとなる。一方、直線往復式ピアソンボア用シールは、方向転換時の衝撃荷重に対し疲労耐性を確保する必要があるため、回転追従性よりも柔軟性を重視する場合とは異なり、より硬質なゴム配合およびより大きな断面積を採用する。ピアソンボアに直線用シールの代わりに回転用シールを誤って装着する(部品棚のラベル表示が不適切な場合に生じる置換ミス)と、回転用シールのガーター・スプリング構造はピアソン周波数における軸方向衝撃荷重に耐えられず、即座にバイパスが発生する。
回転用シール vs 直線用シールの設計比較
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設計パラメータ |
回転モーターシャフト用シール |
直線シリンダーピアソン用シール |
代替による影響 |
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主な故障モード |
シャフト界面における熱によるリップ硬化(使用時間800~1,200時間後) |
方向転換点における繰返し応力によるリップ疲労破断 |
回転位置におけるリニアシール——接触力が過大でシャフトに傷がつく |
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潤滑状態 |
流体動圧潤滑——シャフトの回転により連続的な油膜が形成される |
混合/境界潤滑——往復行程の端点で油膜にギャップが生じる |
直線位置におけるロータリーシール——打撃衝撃に対してリップ剛性が不十分 |
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スプリング荷重 |
ガーター・スプリング——シャフトに対して一定の径方向荷重を付与 |
スプリングなし——干渉嵌合により油圧下でも接触を維持 |
打撃用ボアにおけるガーター・スプリング——40–55 Hzで80時間以内にスプリング疲労破損 |
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OPERATING SPEED |
200–600 RPMの連続シャフト回転 |
反転時における速度は0;ストローク中央で最大速度 |
速度の不適合により、直接置換は信頼性が低い |
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サービスインターバル |
清浄な油中で800~1,200時間(疲労サイクル率が低い) |
400~480時間(打撃周波数による高疲労サイクル率) |
混合使用間隔により、置換された位置で予期しない故障が発生 |

カタログ上の寸法一致のみによるクロスリファレンスは、部品管理システム内で部品番号が厳密に管理されていない場合、この置換ミスを引き起こします。寸法は合っていても、設計が互換性を有していない可能性があります。HOVOO社では、DD2710およびDT1131用ジャンボ機向けに、回転用および直動用の位置が明確に区別されたアプリケーションコード付きシールキットを供給しています。詳細仕様はhovooseal.comにてご確認ください。
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