Время службы подшипника зависит от усталостной выносливости металла, из которого он выполнен, а также от условий эксплуатации и качества технического обслуживания. Производители насосов рассчитывают, что подшипники в составе этого оборудования должны исправно служить несколько лет.
В реальных условиях эксплуатации насосов их подшипники подвергаются воздействию различных нагрузок:
- вес вращающегося узла;
- механическое напряжение, возникшее при посадке подшипника на вал;
- предварительный натяг, заложенный производителем насоса.
Как показала практика, основная масса подшипников преждевременно выходит из строя по одним и тем же причинам:
- несоблюдение допусков при посадке подшипника на вал;
- несоосность отдельных деталей насоса;
- деформации валов;
- нарушение балансировки вращающихся узлов;
- расширение вала вследствие нагрева;
- попытки охлаждать перегретые подшипники водой;
- воздействие кавитации;
- пульсации перекачиваемой жидкости;
- возникновение аксиального давления;
- деформации деталей подшипника;
- вибрации насосов;
- большая удаленность охлаждающей крыльчатки от подшипника, что имеет место в миксерах и мешалках;
- использование подшипников низкого качества.
Особо следует отметить, что перегрев подшипников влечет за собой ухудшение свойств смазки, например, снижение вязкости, значительный рост сил трения и появление дополнительных нагрузок на подшипник, что приводит к его преждевременному выходу из строя, вплоть до механического разрушения.
Производители подшипников считают, что наибольшее воздействие на срок службы смазки в этих изделиях оказывает температурный режим работы подшипников. Чистая смазка, работающая при температуре не выше +30 градусов, исправно выполняет свою функцию до тридцати лет. Производителями подшипников было установлено, что увеличение температуры смазки всего на 10 градусов способно вдвое снизить срок ее службы. Отсюда следует, что обеспечение нормальной температуры подшипников является самым эффективным способом продлить срок их службы. Другой распространенной причиной быстрого износа подшипников может служить загрязнение смазки посторонними твердыми частицами и жидкостями. Установлено, что наличие всего лишь 0,02% воды в составе смазки может снизить рабочий ресурс подшипника на 48%. Попадание в смазку 6% воды влечет за собой сокращение срока службы подшипника более, чем на 80%.
Производители подшипников используют несколько способов для защиты этих изделий от воздействия воды и прочих посторонних жидкостей:
- использование маслоотражательных колец и уплотнителей;
- постоянный подогрев смазки для предотвращения образования водяного конденсата;
- производство подшипников закрытой конструкции;
- использования пластичных смазок в сочетании с уплотнительными манжетами;
- использование специальных уплотнительных лабиринтных втулок (однако, этот способ не всегда эффективен).
Посторонние жидкости могут попадать в подшипник по нескольким разным причинам:
- неисправность транспортировочной упаковки или несоблюдение правил хранения;
- нарушение герметичности уплотнений подшипника, что может привести к затеканию воды при мытье помещений или оборудования;
- образование конденсата из-за неисправности уплотнений;
- нагрев сальников с образованием пара, а затем и конденсата, что, обычно, имеет место при эксплуатации радиальных подшипников.
Воздействие на подшипник посторонних жидкостей обуславливают возникновение следующих дефектов:
- коррозионные поражения элементов качения и рабочих дорожек, что влечет за собой усталостное разрушение деталей подшипников;
- атомарный водород, входящий в состав воды, вызывает появление водородной хрупкости металла и ускоренный износ подшипника;
- масляно-водяная эмульсия является плохой смазкой, способствующей сокращению срока службы подшипников.
Причины попадания в смазку посторонних твердых частиц:
- износ сепараторов, выполненных из латуни или немеметаллов;
- выкрашивание металла корпуса подшипника;
- использование загрязненного смазочного материала;
- загрязнение подшипников в процессе их монтажа из-за отсутствия должной чистоты в рабочих помещениях;
- работа в условиях сильной запыленности воздуха;
- загрязнение смазки частицами элементов уплотнения при их износе.
Меры по предотвращению загрязнения подшипников посторонними твердыми частицами или жидкостями:
- использование специальных уплотнителей в корпусе подшипника, защищающих его от проникновения твердых частиц со стального корпуса;
- использовать расширительные камеры, расположенные за пределами корпуса подшипника с тем, чтобы при нагреве в процессе работы внутри подшипника не создавалось избыточного давления воздуха. Известно, что такое избыточное давление может достигать 1 атмосферы;
- непрерывная очистка масла с использованием системы циркуляции или частая замена смазки в подшипниках.
В каких случаях при эксплуатации центробежных насосов желательна замена антифрикционных шариковых и роликовых подшипников на гидродинамические?
- когда НАСОС работает с числом оборотов, превышающим 3000 в минуту;
- если обычные подшипники не способны обеспечить непрерывную наработку в 25 тысяч часов или 16 тысяч часов в условиях максимальных радиальных и осевых нагрузок при номинальной скорости вращения;
- если мощность насоса, выраженная в лошадиных силах, умноженная на число оборотов в минуту, равна или превышает значение 2 700 000.
