В ДИАГНОСТИКЕ - www.vdiagnostike.ru

Насос Д 4000/95 1500 об\мин. Есть дефект наружней обоймы подшивника FAG 1224.
Подшипник после замены на "месте" отработал 1 час! Всё было в выходные. у предыдущего подшипника похожие проблемы но он отработал около 3 месяцев, был демонтирован по причине перегрева.
Скол при демонтаже подшипника находился в положении на 11 часов,со стороны рабочего колеса. подшипник находился со свободной стороны вала на скользящей посадке.
Понятно в следствии чего произошел дефект в результате черезмерной осевой нагрузки. но у меня вопрос.
1) Почему только на верхней части подшипника?
2) Подшипник находится в скользящей посадке ка это могло вообще произойти?



Нижняя часть обоимы

На фото плохо видно. Но кажется 90% площади скола не свежая, со следами термообработки (воронение). Узкая полоска свежего излома или скола от наката шариками, вроде проглядывается, ближе к дорожке качения. Если это так, то можно предполагать заводской брак обоймы, типа дефекта проката или нарушение режима термообработки с возникновением больших внутренних напряжений в метале.
Непонятен сильный накат от шариков со стороны скола. Что там первично - очень большое осевое усилие вызвало накат дорожки и скол обоймы по заводскому дефекту или скол вызвал появление дефектов на шариках и накат на дорожке.
Открываются только 2 фотографии и по ним непонятно след наката равномерный по всей дорожке или сверху и снизу сильней чем по бокам?

Практически все подшипники с неподвижной наружней обоймой садятся в корпус по Н7 (до 1980 г. скользящая подшипниковая посадка Сп)

Кстати, есть неписанное правило, при монтаже подшипник уставливается маркировкой наружу.

попробую дополнить фотографии. Я уточнил про посадку т.к у нас имеются паспорта на насосы типа Д где указываются разные схемы установок. т.е "зажимаются" разные подшипники, со стороны п/м или со свободной стороны.




Если логично рассуждать по поводу устройства насоса типа Д, то накат на подшипнике был вызван стремлением рабочего колеса в осевом направлении к своему "гидравлическому центру". Но подшипник со стороны п/м т.к он зажат должен был ограничить это движение, а скользящая посадка должна была компенсировать это перемещение. Если у меня не верный ход рассуждений прошу поправить. Кстати на предыдущем подшипнике и имеется такая же ярко выраженная дорожка, только по всей окружности внешней обоймы.
Логично предположить что теперь необходимо опытным путём искать "гидравлическую уравновешенность" рабочего колеса?

При таком ракурсе воронения на изломе не видно, но следы окисления вроде присутствуют. Короче тебе там виднее, излом свежий (метал чистый) или видно окисление (серовато матовый оттенок на изломе)? Если присутствуют следы окисления, то трещина имеет историю и это дефект подшипника, если излом свежий, метал по всему излому чистый светло серебристый, то это вина механизма (очень высокая осевая нагрузка) или слесарей (скололи при монтаже).

Принято фикспунктом использовать дальний от муфты подшипник, он менее нагружен в радиальном направлении (отсутствуют нагрузки от дефектов муфты, центровки и торсионного скручивания вала) и по этому может нести большую осевую нагрузку. Разберись почему у вас на этом насосе по-другому или тебя ввели в заблуждение (может быть если насос двухстороннего монтажа, вал имеет шейки для полумуфты с обоих сторон, но тогда там что-то типа распорных колец надо перекидывать).

Возможно из-за сильного трения подшипник слегка провернуло и накат на дорожке оказался вверху. Если всё-таки это не брак подшипника, а следствие осевой нагрузки, то должна была быть высокая осевая вибрация при работе насоса. Такие большие осевые усилия на насосах типа Д могут возникать из-за перекрытия всасывающего патрубка с одной стороны (он имеет вид буквы Y) каким ни будь посторонним предметом, типа "фуфайка приплыла" в одно из ответвлений, или частичного разрушения рабочего колеса.

Проверить какой подшипник является фикспунктом, можно замерив буртики на крышках или распорные кольца подшипников, смотря какой там конструктив.

P.S. Большие осевые усилия может создавать дефектная муфта (гнутые или болтающиеся в посадке пальцы) или угловая расцентровка, но я не встречал в таких случаях "стягивания" роторов, только отталкивание вала э.д. от вала насоса, но всяко бывает.

У нас часто разбирают в ремонте оборудование с подшипниками FAG. По опыту и некоторому анализу проведенных осмоторв дефектов и поломок подшипников пришел к выводу, что наиболее часто идет подобное разрушение при наличии сильных ударных нагрузок. В Вашем случае,исходя из начальной информации, возможно был перекос обоймы (неравномерный след от тел качения) и подклинивание подшипника. Этим можно обьяснить столь короткий срок жизни (1 час) и рост температуры. Не исключу одну из версий Вячеслава- дефект завода. Но из практики- FAG достаточно надежны , у нас их используют почти на всей импортной технике при ремонте.
Возможно, неудачно подобран радиальный зазор подшипника (исполнение).

У меня возник такой вопрос. Сферические подшипники родные для этого насоса или это инициатива местных рационализаторов, а штатные шариковые радиальные типа 224?
Я к чему свожу? Сферический подшипник может нести 65-80% радиальной нагрузки от аналогичного по габаритам шарикового радиального, а осевую и того меньше (радиальную он несёт двумя рядами шариков, а осевую только одним и с плохими условиями качения), плюс у него больше потери на трение и т.д.. Сферические подшипники используют в основном там, где возможен перекос наружной обоймы, относительно оси вала до 3 градусов (выносные корпуса, многоопорные валы и т.п.), у насосов типа "Д" подшипники явно не выносные и технология изготовления корпусов предполагает хорошую соосность (допустимую для нормальных радиальных подшипников) при обработке с одной установки.
При перекрытии мусором всаса или входных кромок лопаток колеса со стороны рассматриваемого подшипника, на нем возникает осевое усилие (в данном случае в сторону муфты) и сильная лопастная и кавитационная вибрация (может достигать 20-30 мм/с). Осевую нагрузку сферический подшипник и так плохо несёт, а тут ещё и высокая вибрация с ударами.

Сферический подшипник очень неудобно монтировать в неразъёмный корпус (крутится как **** на гребешке), при грубом монтаже могли образоваться трещина или скол на наружней обойме.

Вышел из отпуска. У нас есть 2 насоса Д4000-95, 750 об/мин, выпуска примерно 1980г. Смонтированны в середине 90х. С ними были проблемы при запуске после монтажа. Нашёл паспорт, чертежи и ремонтную документацию.
Действительно по чертежу 1224 подшипники. Дальний от муфты подшипник, согласно чертежу, является фикспунктом (наружняя обойма зажата между регулировочными кольцами), подшипник со стороны муфты подвижный (кольца отсутствуют).
При монтаже выявились неустранимые дефекты муфт. Были изготовленны новые.
Вначале эксплуатации начались проблемы с подшипниками - малый ресурс работы (это при 750 об/мин), довольно высокая цена, относительная дифицитность. Было принято техническое решение, по возможности, заменить подшипники на 224 (6-224). Проверили перекосы корпусов подшипников относительно вала, оказалось допустимо для шариковых радиальных подшипников. В дальнейшем эксплуатировали только с 224 подшипниками (пробовали со стороны муфты ставить роликовые 2224, но преимушества перед 224 не увидели).

Короче. Моё мнение по возможным дефектам осталось прежнее:
1. Мусор во всасе или рабочем колесе со стороны дефектного подшипника.
2. Грубый монтаж подшипника.
3. Заводской брак подшипника.

Сферические подшипники это наши рационализаторы, хотели продлить срок эксплуатации, т.к подшипники считались лимитирующем фактором в сроках ремонта.
У нас корпуса выносные крепятся к корпусу насоса шпильками полумесяцем. Может проведете ликбез как померить соосность корпусов, или дадите ссылку на литературу где можно посмотреть технологию проведения замеров
Я склоняюсь тоже к грубому монтажу т.к всё делалось на месте.

А если рассмотреть гидравлическую причину возникновения осевой вибрации?
Общался с нашими технологами родилась вот такая теория. на насосе короткий всас труба D 1000 прямой участок составляет около 2 метров, перед прямым участком труба изогнута на 90град, в этом колене образуется область разряжения которая не даёт рабочему колесу встать в рабочее положение, от этого и высокая осевая вибрация.
Плюс ко всему идёт регулировка насоса напорной задвижкой (снижают расход).
Мною было проведены замеры при разных расходах и на основании замеров вибрации сделан вывод, что при увеличении расхода идёт снижение осевой вибрации (т.е её основной составляющей спектра - лопастной).
Но получается что мои рекомендации по расходу технологи выполнить не могут, т.к у них основным условием является обеспечение требуемого расхода.
Если теория верна может подскажет кто о способах борьбы с осевой вибрацией на данном типе насосов, может изменение конструктива?
Я думал о обточке рабочего колеса ,но это тоже не очень хороший выход во первых вдруг понадобится увеличение расхода в будущем.
а во вторых это снижение КПД и пережёг электричества.

Выносной корпус подшипника, это когда он крепится не к картеру механизма, а к раме или отдельному подрамнику, а то к отдельному фундаменту. Например некоторые мощные эл. двигателя (1-8 МВт), тяжёлые вентиляторы двухстороннего всаса и т.п..
Грубо проверить перекос можно сняв торцовую крышку подшипника, установить на вал магнитную стойку с индикатором, уперев его в обработанный торец корпуса подшипника ближе к посадочному месту наружной обоймы и проворачивая вал, сделать несколько замеров по окружности, следя за тем, чтобы вал был поджат в сторону контролируемого подшипника(чтобы исключить влияние зазора в подшипнике). Максимальная разница замеров не должна превышать 0,3 мм (это допустимый угол перекоса - 5 мин. для шарикового радиального подшипника данного габарита, максимально допустимо 0,6 мм или 10 мин.). Если индикатором можно подлезть к наружной обойме подшипника, то такой же замер можно сделать и на ней, для контроля. Есть специальное приспособление для контроля перекоса обойм подшипников, оно упирается во внутреннюю обойму, используя её как измерительную базу, а индикатор упирается в наружную обойму, а дальше как описано выше, только вращают не вал а само приспособление, но делать её специально для одного замера не вижу смысла.

Я уже ранее писал, что сферический подшипник может нести не более 80% радиальной статической и динамической нагрузки от аналогичного радиального подшипника, а осевую и того меньше.

У нас часто и 2 м нет прямого участка, в частности у обоих Д4000-95 короткие отводы от общего коллектора, высокая осевая не наблюдается ни на одном насосе (1-3 мм/с), а вот радиальная, особенно вертикаль, на закрытую задвижку и очень малых расходах, на некоторых насосах до 6-8 мм/с.

Высокую осевую вибрацию может вызвать односторонний засор, но тогда она должна расти с увеличением расхода. Тут похоже что-то другое. Возможно неравномерная (несимметричная) работа уплотнений на рабочем колесе. Например с одной стороны уплотнение в норме (зазор 0,3-0,6 мм), а с другой стороны сильно разбито или полностью разрушено.

Обточка рабочего колеса снизит только радиальную лопастную.