Розуміння опорних підшипників
Визначення: Що таке опорний підшипник?
A опорний підшипник (також званий осьовим підшипником) - це спеціалізований підшипник, призначений для підтримки навантажень, орієнтованих паралельно осі вала (осьові навантаження або осеві навантаження), та для контролю осьового положення ротор. На відміну від радіальних підшипників, які витримують навантаження, перпендикулярні до валу, опорні підшипники мають контактні поверхні, перпендикулярні до осі валу, що дозволяє їм протистояти силам, що намагаються штовхнути вал в будь-якому осьовому напрямку.
Опорні підшипники є важливими в машинах, де діють осьові сили, таких як насоси, компресори, турбіни, карданні вали та вертикально орієнтоване обладнання. Вихід з ладу або недостатня вантажопідйомність опорних підшипників призводить до надмірного осьова вібрація, люфт торця вала та потенційні катастрофічні пошкодження від контакту ротора зі стаціонарними компонентами.
Типи опорних підшипників
Підшипники кочення з опорою
1. Кулькові опорні підшипники
- Дизайн: Кульові елементи, що рухаються між плоскими або пазовими упорними шайбами
- Вантажопідйомність: Помірний
- Швидкість: Середні та високі швидкості
- Точність: Гарна точність осьового позиціонування
- Заявки: Верстати, автомобільні трансмісії, помірні осові навантаження
2. Циліндричні роликові опорні підшипники
- Дизайн: Циліндричні ролики між упорними шайбами
- Вантажопідйомність: Дуже високий (лінійний контакт проти точкового контакту)
- Швидкість: Тільки низькі та середні швидкості
- Точність: Помірний
- Заявки: Важка техніка, вертикальні насоси, кранові гаки
3. Конічні роликові підшипники
- Дизайн: Одинарний підшипник витримує як радіальні, так і осьові навантаження
- Вантажопідйомність: Високий для комбінованих навантажень
- Регульованість: Регулювання попереднього натягу через інтервал
- Заявки: Автомобільні колеса, коробки передач, комбіновані вантажні ситуації
4. Кулькові підшипники з радіальним контактом
- Дизайн: Кульковий контакт під кутом, витримує як радіальні, так і осьові навантаження
- Конфігурація: Часто використовується парами (спина до спини або обличчям до обличчя)
- Швидкість: Високошвидкісні можливості
- Заявки: Шпинделі верстатів, високошвидкісні насоси
Рідкоплівкові опорні підшипники
1. Підшипники опори з нахилом
- Дизайн: Кілька поворотних прокладок створюють масляні клини
- Вантажопідйомність: Дуже високий (мегавати у великих турбінах)
- Швидкість: Безлімітний (використовується до 30 000+ об/хв)
- Демпфування: Відмінно
- Заявки: Парові турбіни, газові турбіни, великі компресори, генератори
2. Упорні підшипники з фіксованою площадкою (конічна пломба)
- Дизайн: Стаціонарні колодки з конічними поверхнями
- Вантажопідйомність: Високий
- Простота: Без рухомих частин
- Заявки: Вертикальні насоси, гідротурбіни
Джерела осьових навантажень
У насосах та компресорах
- Гідравлічна тяга робочого колеса: Різниця тиску на робочому колесі створює чисту осьову силу
- Величина: Може важити тисячі фунтів навіть у насосах середнього розміру
- Напрямок: Зазвичай у напрямку сторони всмоктування
- Балансування: Балансувальні отвори, зворотні лопаті або протилежні робочі колеса зменшують чисту тягу
У турбінах
- Потік пари або газу створює осьовий тиск на лопаті
- Величина тяги збільшується зі збільшенням вихідної потужності
- Може змінити напрямок під час запуску або зміни навантаження
- Фіктивні поршні або балансувальні поршні протидіють тязі
У коробках передач
- Косозубі шестерні створюють осьовий зусилля (величина пропорційна переданому крутному моменту)
- Конічні шестерні створюють осьові компоненти
- Напрямок тяги залежить від стрілки шестерні (напрямок кута нахилу спіралі)
Інші джерела
- Магнітне притягання: У електродвигунах магнітний дисбаланс створює осьові сили
- Пропелери та вентилятори: Аеродинамічна тяга від прискорення рідини
- Ремінні приводи: Кутові ремені створюють осьові складові сили
- Нерівність: Кутове зміщення в муфтах породжує коливальні осьові сили
Проблеми з опорними підшипниками та їх діагностика
Поширені невдачі
- Перевантаження: Тяга перевищує несучу здатність
- Недостатнє змащення: Недостатній потік оливи або мастила
- Забруднення: Частинки, що пошкоджують опорні поверхні
- Носити: Погіршення стану поверхні внаслідок стирання або втоми
- Перегрів: Надмірне тертя або недостатнє охолодження
Симптоми вібрації
- Високий Осьова вібрація: Основний показник проблем з опорним підшипником
- Низькочастотне коливання: Вал плаває аксіально
- Вплив: Якщо зазори надмірні, удари валу припиняються
- Вимірювання: Осьові датчики близькості або акселерометри виявляють симптоми
Інші показники
- Підвищення температури: Перегрівається опорний підшипник
- Шум: Незвичайні звуки з місця розташування опорного підшипника
- Осьовий люфт: Вимірюваний рух вала в осьовому напрямку
- Якість олії: Металеві частинки в мастилі
Моніторинг та технічне обслуговування
Критичні параметри моніторингу
- Осьова вібрація: Безперервне або періодичне вимірювання
- Осьове положення: Датчики наближення, що відстежують положення вала
- Температура опорного підшипника: Моніторинг RTD або термопари
- Потік і тиск оливи: Для упорних підшипників з рідинною плівкою
Практика технічного обслуговування
- Перевірте достатнє змащення опорного підшипника
- Перевіряйте осьові зазори під час капітального ремонту
- Перевірте поверхні опорних підшипників на наявність зносу або пошкоджень
- Виміряйте фактичні тягові навантаження, якщо можливо (тензодатчики, тензодатчики)
- Дані про трендову температуру та вібрацію
Хоча опорні підшипники часто отримують менше уваги, ніж радіальні, вони мають вирішальне значення для контролю осьового положення та перенесення осьових навантажень в обертових механізмах. Розуміння типів опорних підшипників, джерел навантаження та режимів відмов дозволяє правильно вибирати підшипники, ефективно контролювати їх та своєчасно проводити технічне обслуговування, щоб запобігти відмовам, які можуть призвести до катастрофічного контакту ротора та статора та руйнування обладнання.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 