О компанииПродукцияСервисИнформацияКонтактыFAQВакансии

Советы по эффективной смазке подшипников 

Кратко:

  • Проблемы приводного конца вала насоса могут быть вызваны повторными отказами.
  • Защитное уплотнение подшипника соответствующей конструкции может создавать лучшее смазывание подшипника и повышать надежность насоса.
  • Способ, которым масло поступает в подшипник, играет важную роль в обеспечении надежной работы.
Повторные отказы свидетельствуют о неизученных или неразрешенных проблемах. Следует помнить, что повторные отказы могут случиться только в одном из двух случаев:
  • Истинная причина отказа остаётся скрытой
  • Истинная причина известна, но меры не приняты
Дефекты компонентов приводного вала в технологических насосах малопонятны, хотя они способствуют некоторым скрытым повторным отказам, включая подшипники в этих насосах.  Вот некоторые советы и разъяснения.

Обычный корпус подшипника большого насоса, два масляных кольца погружены в масло и забрасывают смазку в наклонный канал. Масло течет вниз и попадает к подшипникам.
Рисунок 1. Обычный корпус подшипника большого насоса, два масляных кольца погружены в масло и забрасывают смазку в наклонный канал. Масло течет вниз и попадает к подшипникам.

Избегать избыточного тепла

Некоторые насосы, которые в качестве смазки используют масло, работающие с частотой 3,600 rpm, могут создавать избыточное тепло в подшипнике, если уровень масла установлен на уровне центра подшипникового шарика относительно 6-ти часовой отметки.  Выбирайте более низкий уровень масла во избежание «плавающего эффекта» вращающихся частей, который создаёт потери мощности на преодоления трения  и тепла. Тем не менее, при использовании масла при его пониженном уровне, оно должно каким то образом подниматься и подаваться в подшипники.

Два свободно вращающихся масляных кольца, находящиеся в канавках вала.

Рисунок 2. Два свободно вращающихся масляных кольца, находящиеся в канавках вала.

Существует две альтернативы: кольцо для кольцевой смазки подшипника или  масляное кольцо подшипника (Рисунок 1 и 2) или разбрызгивающие диски (Рисунок 3).  В первом случае, кольцо для кольцевой смазки подшипника данного размера и массы было спроектировано для  масла «ISO Viscosity Grade (VG) 32» но не предназначено для ISO VG 68. Всегда помните, что синтетические масла ISO VG 32 могут быть подходящими для одних насосов, в то время как минеральные масла ISO VG 32 не обеспечат достаточную прочность  и толщину смазывающей пленки в теплом климате.
Разбрызгивающий диск используется для подъема масла из масляной ванны. Шайба радиально упорного подшипника расположена в картридже.

Рисунок 4. Разбрызгивающий диск используется для подъема масла из масляной ванны. Шайба радиально упорного подшипника расположена в картридже.

Смазывающее масло должно переноситься из масляной полости в подшипники. Свободно работающие масляные кольца всегда выполняют эту передачу. Хотя существуют некоторые предостережения и скрытые проблемы в подшипниках при использовании таких колец.

  • Масляное кольцо иногда выходит из канавки на валу и застревает на одном из болтов ограничителей
  • Масляное кольцо имеет тенденцию контактировать с внутренними элементами корпуса, если вал расположен не горизонтально. Рисунок 4 показывает, как кольцо двигается по всему пространству внутри, возможно даже затрагивая внутренние стенки подшипника.
  • Масляное кольцо может выйти из строя, если вязкость масла и уровень масла поддерживается в узком диапазоне приемлемых значений.
  • Отклонение от соосности масляного кольца должно сохраняться в пределах 0.002 дюймов. Плохие масляные кольца могут превысить этот стандарт. Масляное кольцо не должно деформироваться, а это значит такое кольцо необходимо производить в три стадии : (1) предварительная механическая обработка, (2) отжиг для снятия напряжения, (3) конечная механическая обработка. Дешевые масляные кольца, могут вызвать серьезные проблемы.
  • Так же важно соблюдать шероховатость поверхности отверстия и финишную обработку отверстия. Все должно быть в пределах 16-32 RMS.
Масляные кольца чувствительны к горизонтальности вала и другим геометрическим переменным. Маркировкой или замерами можно выделить степень абразивного износа

Рисунок 4. Масляные кольца чувствительны к горизонтальности вала и другим геометрическим переменным. Маркировкой или замерами можно выделить степень абразивного износа

Независимо от используемого метода смазки, должны быть рассмотрены и другие вопросы риска. Зачастую упорные подшипники в насосах имеют сепараторы которые расположены под углом, и между упорными подшипниками на рисунках 1 и 2 они есть. Сепараторы находящиеся в угловом контакте с подшипником могут сыграть роль маленького рабочего колеса, которое создаст поток воздуха от меньшего к большему диаметру сепаратора.

Следует предусмотреть отверстие для слива (около 3/16 дюйма шириной и 1/8 дюйма глубиной) для возврата масла на 6-часовую позицию каждого отверстия корпуса подшипника. Убедитесь, что такие места существуют в каждом насосе, который использует масло в качестве смазки. Обратите внимание, что на рисунке 2 со стороны упорного подшипника такой проход отсутствует, а на рисунке 3 он отсутствует на обоих подшипниках. Масло, задерживающееся между подшипником и его корпусом будет перегреваться.

Обратите особое внимание на подобие рабочего колеса создаваемое наклонными сепараторами (рис. 5) и создаваемый ими поток воздуха. Какой бы метод смазки вы ни выбрали, он  должен обеспечивать преодоление действующего сопротивления воздуха, которое создает перепады давления, препятствующие току масла.

Попытка применить смазку в направлении, указанном стрелкой, часто встречается с противоположным вентиляционным сопротивлением (потоком воздуха) от наклонного сепаратора

Рисунок 5. Попытка применить смазку в направлении, указанном стрелкой, часто встречается с противоположным вентиляционным сопротивлением (потоком воздуха) от наклонного сепаратора.

Риск подобного явления становится более вероятным, если для защитного уплотнения подшипника требуется постоянное давление со всех сторон подшипника. Без такого баланса, могут возникать постоянные повышенные давления с одной стороны подшипника. Создание специальных отверстий или установка выравнивающих давление перепусков может предотвратить подобные повышения давлений.

Замена стандартных металлических компенсационных колец на входе в крыльчатку и вала насоса на версию, с использованием высоко-производительного полимера, такого как Vespel, и изменение обычного лабиринта на входе в крыльчатку и зазоров лабиринта вала, находящегося за рабочим колесом, может отрицательно повлиять на величину и направление тяги ротора. Один из подшипников расположенных "спина к спине" может проскальзывать, а другие могут быть перегружены. В таких условиях обычные подшипники не будут работать должным образом.

Если расчеты и эксплуатационные измерения подтвердят проскальзывание и перегрузку, поправить ситуацию можно будет за счет установки специальных загрузочных шайб. Угол контакта специальных шайб в левостороннем подшипнике отличается от угла контакта в правостороннем подшипнике. Обычно, угол в 40° выбирается для подшипников, которые воспринимают нагрузку от работы на максимальных оборотах, а угол 15° для соседних подшипников, которые предназначены для восприятия нагрузки от вращения в обратном направлении или осевой нагрузки во время набора скорости.

Как только установленная с натягом шайба упорного подшипника окажется на валу насоса и обе задних стороны подшипников будут должным образом зафиксированы, подшипники не будут, и не должны будут свободно вращаться.

Уплотнения, защищающие подшипник

Корпус подшипника насоса "дышит", что означает, что теплый воздух над жидким маслом расширяется внутри корпуса и высвобождается. В противном случае, если воздух холодный, он сжимается и засасывает окружающий воздух в корпус вместе с парами воды и пылью. Устранение обмена между воздухом внутри корпуса и окружающим воздухом может предотвратить загрязнение.

В хорошо спроектированных корпусах подшипников вентиляционные отверстия должны быть вынесены и заглушены. Так же, от возникновения подобных проблем помогает установка защитного уплотнения подшипника. Изделия старого типа не предотвращают риск сдавливания динамического уплотнительного кольца. (Рисунок 6)

Старые защитные уплотнения подшипника с острыми краями пазов царапают динамические уплотнительные кольца об острые кромки. После этого стружка загрязняет смазку. Кроме того, использование только одного уплотнительного кольца для фиксации ротора на валу делает ротор менее устойчивым, чем при использовании двух колец.

Рисунок 6. Старые защитные уплотнения подшипника с острыми краями пазов царапают динамические уплотнительные кольца об острые кромки. После этого стружка загрязняет смазку. Кроме того, использование только одного уплотнительного кольца для фиксации ротора на валу делает ротор менее устойчивым, чем при использовании двух колец.

По существу, современные защитные уплотнения корпуса подшипников, могут увеличивать срок службы и надежность вращающегося оборудования за счет обеспечения чистоты используемого масла. Однако, следует помнить:
  • Защитные уплотнения подшипника оказывают минимальное влияние , если загрязнение масла связано с износом уплотнительного кольца от этого же самого защитного уплотнения.
  • Уплотнения защищающие корпус подшипника не помогут, если загрязнение масла происходит из-за разрушения масляного кольца , и если кусочки эластомера  попадают в подшипник.
  • Обычные несбалансированные давлением устройства смазки постоянного уровня , как правило, позволяют воздуху и влаге проникать через воздушные зазоры в этих компонентах.
  • Несбалансированные давлением устройства смазки постоянного уровня могут быть не в состоянии удержать смазывающие жидкости в корпусе подшипника на требуемом уровне.
  • Смазка не может охватить все детали подшипника, если конструкция корпуса подшипника вызывает воздушные потоки, способствующие перепадам давления. Необходимо использование отверстий или каналов для выравнивания баланса давлений. Производители насосов иногда не учитывают эти моменты.
идет загрузка изображения
О компанииПродукцияСервисИнформацияКонтактыFAQВакансии