Какие подшипники применяют в насосах?

В насосах применяют радиальные шариковые, радиально-упорные и различные роликовые подшипники: выбор зависит от нагрузок рабочего колеса, оборотов, ориентации вала и схемы опор. Конкретную замену определяют по документации насоса. Одинаковые наружные размеры подшипников не подтверждают одинаковую способность удерживать вал в осевом направлении.

Ниже речь об опорах качения в подшипниковом корпусе. Насосы с подшипниками скольжения, смазываемыми перекачиваемой жидкостью, требуют другого рассмотрения. Устройство мокрой части и торцевого уплотнения тоже проверяют по руководству соответствующего насоса.

Перед выбором конструкции определите направления сил на валу и предусмотрите внешнюю защиту опор.

Откуда берутся нагрузки на опоры

Рабочее колесо создаёт не только крутящий момент на валу. Давление жидкости и геометрия проточной части приводят к радиальным и осевым усилиям. На опоры также действуют вес вращающихся деталей и силы со стороны привода. Их величина и направление могут меняться с расходом, напором и переходными режимами.

Для расчёта нужны реакции именно в подшипниках. Усилие на рабочем колесе нельзя целиком приписать ближайшей опоре: результат зависит от расстояния между опорами, вылета колеса и расположения муфты. При изменении колеса или рабочего режима исходные нагрузки следует пересмотреть, даже если корпус и посадочные диаметры остались прежними.

Как тип подшипника связан со схемой

В небольших и средних центробежных насосах распространены шариковые подшипники благодаря сочетанию скорости и умеренного трения. Радиальный шариковый подшипник может воспринимать некоторую осевую нагрузку, но её допустимость проверяют для изделия и режима. Для существенной осевой силы применяют радиально-упорные подшипники и предусмотренные конструкцией комплекты.

Однорядный радиально-упорный подшипник работает с осевой нагрузкой определённого направления. Если направление может изменяться, важны расположение пары, её согласованность и предусмотренный зазор либо преднатяг. В крупных или более тихоходных насосах встречаются роликовые опоры. Эти примеры собраны в руководстве SKF по центробежным насосам; они не задают единую схему для всех насосов.

Осевое позиционирование вала должно сочетаться с возможностью теплового расширения. Если при ремонте случайно зажать обе опоры или заменить свободную опору фиксирующей, появятся дополнительные внутренние силы. Они не входят в первоначальную оценку нагрузки от жидкости.

Среда и смазка: проверка всего корпуса

• Поступление жидкости. Выясните, как утечка из зоны уплотнения отводится от опор и где может скапливаться влага.
• Воздействие снаружи. Учтите промывку, влажность, пыль и коррозионную активность окружающей среды.
• Система смазывания. Проверьте предусмотренный способ подачи масла или пластичной смазки, каналы, отвод и обслуживаемость.
• Тепловой режим. Учитывайте передачу тепла от перекачиваемой среды и реальные условия охлаждения корпуса.

В каталоге NSK Bearings for Pumps & Compressors насосы рассматриваются как отдельная область применения с различными требованиями к опорам. Использование специального исполнения должно быть связано с конкретной задачей. Надпись о стойкости материала не подтверждает совместимость с любой жидкостью или возможность работы без штатной защиты.

Пример: насос после изменения рабочего режима

После изменения трубопроводной системы насос чаще работает вне прежнего рабочего диапазона. В опоре с осевой фиксацией повторяется повреждение. Подбор следующего подшипника начинают со сведений о фактических расходе и напоре, допустимом диапазоне насоса и осевой силе. Одновременно проверяют ориентацию пары, посадки и поступление смазки. Сам факт повторного отказа не доказывает недостаточную грузоподъёмность.

В ремонтную карточку внесите обозначение насоса, положение вала, схему двух опор, полные обозначения деталей и режимы, при которых возникал симптом. Приложите результаты осмотра уплотнений и масла. Эти данные полезнее для выбора, чем единственная запись диаметра отверстия. Для агрегата с отдельным электродвигателем его опоры рассматривают самостоятельно: муфта связывает машины, но не делает их подшипниковые схемы одинаковыми.

Частые вопросы

Любому насосу нужен радиально-упорный подшипник?

Нет. Тип и комплектность определяются нагрузками и схемой насоса. В разных опорах одной машины могут стоять разные конструкции подшипников.

Можно ли поставить закрытый подшипник вместо открытого?

Требуется проверить предусмотренную систему смазывания, скорость и тепловой режим. Встроенные уплотнения могут изменить поступление масла и обслуживание опоры.

Достаточно ли подобрать замену по размерам?

Нет. Дополнительно сверяют тип, угол контакта, суффиксы, согласованность комплекта и требования к зазору. Для радиально-упорной пары существенна также схема установки.

Продолжить изучение

• Чем отличаются фиксирующая и плавающая опоры вала?
• Что такое радиальная и осевая нагрузка на подшипник?
• Когда подшипнику нужна масляная, а когда пластичная смазка?
• Как выбрать внешнее уплотнение подшипникового узла?

Как разобраться в подшипниках? Учебник от основ до заказа

Предыдущая тема: Как подобрать подшипники для электродвигателя?. Следующая тема: Как выбрать подшипники для редуктора?.