Κατανόηση των ωστικών ρουλεμάν
Ορισμός: Τι είναι ένα ωστικό ρουλεμάν;
A ωστικό ρουλεμάν (επίσης αποκαλούμενο αξονικό ρουλεμάν) είναι ένα εξειδικευμένο ρουλεμάν σχεδιασμένο να υποστηρίζει φορτία προσανατολισμένα παράλληλα προς τον άξονα του άξονα (αξονικά φορτία ή φορτία ώθησης) και να ελέγχει την αξονική θέση ενός ρότορας. Σε αντίθεση με τα ακτινικά ρουλεμάν που υποστηρίζουν φορτία κάθετα στον άξονα, τα ωστικά ρουλεμάν έχουν επιφάνειες επαφής κάθετες στον άξονα του άξονα, επιτρέποντάς τους να αντιστέκονται στις δυνάμεις που προσπαθούν να ωθήσουν τον άξονα προς οποιαδήποτε αξονική κατεύθυνση.
Τα ωστικά ρουλεμάν είναι απαραίτητα σε μηχανήματα όπου υπάρχουν αξονικές δυνάμεις, όπως αντλίες, συμπιεστές, στρόβιλοι, άξονες προπέλας και κάθετα προσανατολισμένος εξοπλισμός. Η αστοχία ή η ανεπαρκής χωρητικότητα των ωστικών ρουλεμάν οδηγεί σε υπερβολική αξονική δόνηση, διάκενο στο άκρο του άξονα και πιθανή καταστροφική ζημιά από την επαφή του ρότορα με ακίνητα εξαρτήματα.
Τύποι ωστικών ρουλεμάν
Ρουλεμάν ώθησης κυλίνδρων
1. Ρουλεμάν ώσης με σφαιρίδια
- Σχέδιο: Στοιχεία μπάλας που τρέχουν μεταξύ επίπεδων ή αυλακωτών ροδέλων ώθησης
- Χωρητικότητα φορτίου: Μέτριος
- Ταχύτητα: Μεσαίες έως υψηλές ταχύτητες
- Ακρίβεια: Καλή ακρίβεια αξονικής τοποθέτησης
- Εφαρμογές: Εργαλειομηχανές, κιβώτια ταχυτήτων αυτοκινήτων, μέτρια φορτία ώσης
2. Κυλινδρικά ρουλεμάν ώσης κυλίνδρων
- Σχέδιο: Κυλινδρικοί κύλινδροι μεταξύ ροδέλων ώθησης
- Χωρητικότητα φορτίου: Πολύ υψηλή (επαφή γραμμής έναντι επαφής σημείου)
- Ταχύτητα: Μόνο χαμηλές έως μεσαίες ταχύτητες
- Ακρίβεια: Μέτριος
- Εφαρμογές: Βαριά μηχανήματα, κάθετες αντλίες, γάντζοι γερανών
3. Κωνικά ρουλεμάν
- Σχέδιο: Το μονό ρουλεμάν υποστηρίζει τόσο ακτινικά όσο και αξονικά φορτία
- Χωρητικότητα φορτίου: Υψηλό για συνδυασμένα φορτία
- Ρυθμισιμότητα: Προφόρτιση ρυθμιζόμενη μέσω απόστασης
- Εφαρμογές: Ζάντες αυτοκινήτων, κιβώτια ταχυτήτων, συνδυασμένες καταστάσεις φορτίου
4. Γωνιακά ρουλεμάν επαφής
- Σχέδιο: Η επαφή με τη μπάλα υπό γωνία, υποστηρίζει τόσο ακτινικά όσο και αξονικά φορτία
- Διαμόρφωση: Συχνά χρησιμοποιείται σε ζεύγη (πλάτη με πλάτη ή πρόσωπο με πρόσωπο)
- Ταχύτητα: Δυνατότητα υψηλής ταχύτητας
- Εφαρμογές: Άξονες εργαλειομηχανών, αντλίες υψηλής ταχύτητας
Ρουλεμάν ώσης με μεμβράνη ρευστού
1. Ρουλεμάν ώσης με κλίση
- Σχέδιο: Πολλαπλά περιστρεφόμενα τακάκια που δημιουργούν σφήνες λαδιού
- Χωρητικότητα φορτίου: Πολύ υψηλή (μεγαβάτ σε μεγάλες τουρμπίνες)
- Ταχύτητα: Απεριόριστο (χρησιμοποιείται έως 30.000+ RPM)
- Απόσβεση: Εξοχος
- Εφαρμογές: Ατμοστρόβιλοι, αεριοστρόβιλοι, μεγάλοι συμπιεστές, γεννήτριες
2. Ρουλεμάν ώσης με σταθερό τακάκι (κωνικό έδαφος)
- Σχέδιο: Σταθερά μαξιλαράκια με κωνικές επιφάνειες
- Χωρητικότητα φορτίου: Ψηλά
- Απλότητα: Δεν υπάρχουν κινούμενα μέρη
- Εφαρμογές: Κάθετες αντλίες, υδροστρόβιλοι
Πηγές Αξονικών Φορτίων
Σε αντλίες και συμπιεστές
- Υδραυλική ώθηση πτερωτής: Η διαφορά πίεσης στην πτερωτή δημιουργεί καθαρή αξονική δύναμη
- Μέγεθος: Μπορεί να φτάσει σε βάρος χιλιάδες λίβρες ακόμη και σε αντλίες μεσαίου μεγέθους
- Κατεύθυνση: Συνήθως προς την πλευρά αναρρόφησης
- Εξισορρόπηση: Οι οπές ισορροπίας, τα πίσω πτερύγια ή οι αντίθετες πτερωτές μειώνουν την καθαρή ώθηση
Σε Τουρμπίνες
- Η ροή ατμού ή αερίου δημιουργεί αξονική πίεση στις λεπίδες
- Το μέγεθος της ώσης αυξάνεται με την ισχύ εξόδου
- Μπορεί να αντιστρέψει την κατεύθυνση κατά την εκκίνηση ή να αλλάξει φορτίο
- Τα εικονικά έμβολα ή τα έμβολα εξισορρόπησης αντισταθμίζουν την ώθηση
Σε κιβώτια ταχυτήτων
- Τα ελικοειδή γρανάζια παράγουν αξονική ώθηση (μέγεθος ανάλογο με τη μεταδιδόμενη ροπή)
- Τα κωνικά γρανάζια δημιουργούν αξονικά εξαρτήματα
- Η κατεύθυνση ώσης εξαρτάται από το χέρι του γραναζιού (κατεύθυνση γωνίας έλικας)
Άλλες πηγές
- Μαγνητική έλξη: Στους ηλεκτροκινητήρες, η μαγνητική ανισορροπία δημιουργεί αξονικές δυνάμεις
- Έλικες και ανεμιστήρες: Αεροδυναμική ώθηση από την επιτάχυνση του ρευστού
- Ιμάντας κίνησης: Οι γωνιακοί ιμάντες δημιουργούν αξονικά στοιχεία δύναμης
- Λανθασμένη ευθυγράμμιση: Η γωνιακή κακή ευθυγράμμιση στις συνδέσεις δημιουργεί ταλαντούμενες αξονικές δυνάμεις
Προβλήματα και Διάγνωση Ρουλεμάν ώσης
Συνήθεις αποτυχίες
- Παραφορτώνω: Η ώση υπερβαίνει τη φέρουσα ικανότητα
- Ανεπαρκής λίπανση: Ανεπαρκής ροή λαδιού ή γράσου
- Μόλυνση: Σωματίδια που καταστρέφουν τις επιφάνειες ώθησης
- Φθορά: Επιφανειακή φθορά από τριβή ή κόπωση
- Υπερθέρμανση: Υπερβολική τριβή ή ανεπαρκής ψύξη
Συμπτώματα κραδασμών
- Ψηλά Αξονική δόνηση: Κύριος δείκτης προβλημάτων ρουλεμάν ώσης
- Ταλάντωση χαμηλής συχνότητας: Άξονας που επιπλέει αξονικά
- Επηρεάζοντας: Εάν οι αποστάσεις είναι υπερβολικές, οι κρούσεις του άξονα σταματούν
- Μέτρηση: Οι αξονικοί αισθητήρες εγγύτητας ή τα επιταχυνσιόμετρα αποκαλύπτουν συμπτώματα
Άλλοι Δείκτες
- Αύξηση θερμοκρασίας: Το ωστικό ρουλεμάν λειτουργεί ζεστά
- Θόρυβος: Ασυνήθιστοι ήχοι από τη θέση του ωστικού ρουλεμάν
- Αξονική Παιχνιδική Δραστηριότητα: Μετρήσιμη κίνηση άξονα σε αξονική κατεύθυνση
- Ποιότητα λαδιού: Μεταλλικά σωματίδια σε λιπαντικό
Παρακολούθηση και Συντήρηση
Κρίσιμες παράμετροι παρακολούθησης
- Αξονική δόνηση: Συνεχής ή περιοδική μέτρηση
- Αξονική θέση: Αισθητήρες εγγύτητας που παρακολουθούν τη θέση του άξονα
- Θερμοκρασία ωστικού ρουλεμάν: Παρακολούθηση RTD ή θερμοστοιχείων
- Ροή και πίεση λαδιού: Για ωστικά ρουλεμάν με ρευστή μεμβράνη
Πρακτικές Συντήρησης
- Βεβαιωθείτε ότι η λίπανση των ρουλεμάν ώθησης είναι επαρκής
- Ελέγξτε τις αξονικές αποστάσεις κατά τις γενικές επισκευές
- Επιθεωρήστε τις επιφάνειες των ρουλεμάν ώθησης για φθορά ή ζημιά
- Μετρήστε τα πραγματικά φορτία ώσης, εάν είναι δυνατόν (μετρητές τάσης, κυψέλες φορτίου)
- Δεδομένα τάσης θερμοκρασίας και κραδασμών
Τα ωστικά ρουλεμάν, αν και συχνά λαμβάνουν λιγότερη προσοχή από τα ακτινικά ρουλεμάν, είναι κρίσιμα για τον έλεγχο της αξονικής θέσης και τη μεταφορά αξονικών φορτίων σε περιστρεφόμενα μηχανήματα. Η κατανόηση των τύπων ωστικών ρουλεμάν, των πηγών φορτίου και των τρόπων αστοχίας επιτρέπει την σωστή επιλογή ρουλεμάν, την αποτελεσματική παρακολούθηση και την έγκαιρη συντήρηση για την πρόληψη βλαβών που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε καταστροφική επαφή ρότορα-στάτορα και καταστροφή εξοπλισμού.