Ошибки в конструкции систем смазки

В настоящее время часто используется компактное энергетическое оборудование с частотой вращения 3000 об/мин и выше для обеспечения технологических процессов энергетическими носителями – водой, паром, газом, а также для создания вакуума. Новое энергетическое оборудование промышленных предприятий требует от ремонтных служб повышения качества технического обслуживания и ремонта. Поломки энергетического оборудования происходят внезапно и обычно связаны с разрушениями подшипников качения. Одна из причин – ошибки в конструкции систем смазывания подшипников механизма [5].

В процессе эксплуатации 5-ти бустерных насосов с частотой вращения 3600 об/мин проведено 2 предупредительные замены подшипников 6319 С3 ведомого вала насоса с приводной стороны за период - 10 месяцев. Диагностические признаки – локальное повышение шума и вибрации, зафиксированные органолептическими методами. В третий раз - зафиксирован внезапный отказ. Результат отказа – разрушение корпуса двигателя, корпуса насоса (рисунок 18).

а)

б)

Рисунок 18 – Разрушение корпуса двигателя (а) и корпуса (б) бустерного насоса

Анализ отказов показывает, что произошедшее однотипное разрушение подшипников ведомого вала с приводной стороны различных насосов, за короткий срок является конструкторской ошибкой. Конструкция подшипникового узла ведомого вала бустерного насоса предполагает смазывание путем разбрызгивания масла при помощи диска (рисунок 19а). Со стороны насоса осуществляется подача инертного газа для уплотнения вала. Подшипник на высокой частоте вращения работает как насос, отбрасывая частицы смазочного материала от себя. Создаваемая взвесь масляных частиц не проникает к уплотнению вала, что приводит к интенсивному износу уплотнения. Рекомендуемое конструкторское решение узла смазывания подшипникового узла приведено на рисунке 19б.

а)

б)

Рисунок 19 – Конструкция смазки подшипникового узла ведомого вала:

а) существующая, со стороны двигателя насоса HV;

б) рекомендуемая, используемая на насосе ШН-360

При износе уплотнения, из-за недостаточного смазывания, возможно появление дополнительного потока газа препятствующего попаданию масла в подшипник. В результате подшипник остается без смазки и неравномерное распределение сил трения между телами качения приводит к разрушению сепаратора. Один из признаков – цвета побежалости на сепараторе. Это является наиболее вероятной причиной заклинивания вала и разрушения корпуса насоса и ротора.

Последовательность разрушения следующая:

- недостаток смазочного материала приводит к нагреву тел качения;

- уменьшается радиальный зазор с одновременным повышением температуры;

- повышение коэффициента трения создает условия для неравномерного распределения нагрузки между телами качения, заклиниванию тел качения;

- появляются продольные силы, приводящие к разрыву сепаратора.