Автор: Р. Хасселфелд (Jacobs Engineering, California)
Опубликовано в журнале Химическая техника №9/2017
Менее 30% подшипников насосов полностью отрабатывают заложенный производителем срок службы. Большинство из них выходят из строя в результате попадания в корпус загрязнений из окружающей среды. Наличие всего лишь 0,1% влаги в корпусе подшипника сокращает его ресурс на 90%.
Ранее уплотнения подшипников представляли собой манжетные или лабиринтные уплотнения простейшей конструкции, одинаково не эффективные как для защиты от попадания загрязнений, так и от потери смазки. Появление специализированных защитных уплотнений привело к позитивным изменениям. Первым, по-настоящему эффективным и поэтому получившим широкое распространение защитным уплотнением, стало Inpro/Seal. Затем появились и другие, например, Flowserve Bearing Gard, а также магнитные уплотнения BGM (Bearing Gard Magnetic).
Стандартное защитное уплотнение подшипника представляет собой лабиринтное уплотнение с малыми зазорами. Попадающие в него загрязняющие частицы отводятся по специальным каналам в дренажные отверстия. В магнитных защитных уплотнениях постоянный контакт подвижной и неподвижной частей поддерживается за счет магнитного поля. Их минусом является недостаточно продолжительный срок службы, составляющий около 18 000 ч, что несколько меньше расчетного ресурса подшипников L10, как правило, равняющегося 25 000 ч.
Оптимальным решением для большинства видов вращающегося оборудования являются лабиринтные уплотнения. Однако в связи с распространением систем смазки подшипников масляным туманом, которые практически исключают их преждевременный выход из строя, возникает необходимость подбора наиболее подходящих защитных уплотнений для данного типа смазки.
Существует несколько систем смазки масляным туманом:
продувка масляным туманом и смазка маслом из картера. В данном случае масляный туман используется для ограничения проникновения загрязнений в корпус подшипников благодаря созданию в нем избыточного давления, а смазка самих подшипников осуществляется разбрызгиванием из масляного картера;
продувка и смазка масляным туманом (система с сухим картером). В этой системе масляный туман используется как для создания избыточного давления, так и для смазки подшипников, при этом картер корпуса остается сухим.
В свою очередь системы продувки и смазки масляным туманом бывают двух типов: открытые, в которых масло используется однократно и затем отводится в дренаж,
и закрытые – с его рециркуляцией. При этом масляный туман также охлаждает подшипники.
Рекомендации по выбору защитных уплотнений подшипников
Если смазка подшипников осуществляется маслом из картера корпуса, то рекомендуется использование лабиринтных уплотнений, имеющих практически неограниченный срок службы, так как в них отсутствуют трущиеся детали. Модернизированные уплотнения применяются в сильно загрязненных производственных зонах, например, на установках по изготовлению кокса. Использование стандартных уплотнений также возможно для систем с продувкой масляным туманом и смазкой из картера. Излишнее избыточное давление в корпусе подшипников при работе оборудования может быть сброшено за счет соединения с атмосферой через лабиринт защитного уплотнения. При применении магнитных уплотнений для этой цели предусматриваются небольшие вентиляционные отверстия в крышках подшипников.
Если используется открытая система продувки и смазки масляным туманом, то выбор уплотнения будет зависеть от расположения отверстий для его подвода. При расположении входного штуцера в середине корпуса (рис. 1) рекомендуется использование стандартных уплотнений. В случае подвода масляного тумана по торцам корпуса (рис. 2) необходимо применение магнитных уплотнений, так как стандартные не препятствуют утечке масляного тумана наружу, при этом смазка подшипников в нужном объеме не обеспечивается.
Рис. 1. Система с подводом масляного тумана посередине корпусаРис. 2. Система с подводом масляного тумана по торцам корпуса
Замкнутая система продувки и смазки масляным туманом предполагает повторное использование масла. В данном случае рекомендуются специально разработанные защитные уплотнения, например, Inpro/Seal OM-32 (рис. 3, 4), или магнитные с небольшими вентиляционными отверстиями в крышках подшипников. При использовании магнитных уплотнений будет происходить утечка масла в атмосферу, однако количество потерянного масла может быть сведено к минимуму.
Приведенные рекомендации относятся к 85–90% промышленных применений.
Таким образом, на основании изложенного можно сделать следующие основные выводы:
использование простых лабиринтных или манжетных уплотнений не рекомендуется ни при каких обстоятельствах;
лабиринтное уплотнение подшипников представляет собой специальное уплотнение с малыми зазорами, каналами и отверстиями для отвода загрязнений. Срок его службы не ограничен за счет отсутствия трущихся частей;
магнитные защитные уплотнительные устройства являются контактными уплотнениями с ограниченным сроком службы, который обычно меньше, чем у подшипников. Тем не менее, до момента выхода из строя данные уплотнения надежно защищают смазку от попадания грязи, влаги и сохраняют ее внутри корпуса.
