осевой разбег насоса

Вот осевой разбег насоса — казалось бы, простая вещь, зазор, который нужно выставить по паспорту. Но сколько раз видел, как люди, особенно на монтаже новых агрегатов, просто ставят его ?как в книжке? и потом удивляются вибрациям, перегреву подшипников или преждевременному износу уплотнений. Главный миф — что это статическая величина, которую раз выставил и забыл. На деле всё сложнее, и многое зависит от конкретных условий работы, от тепловых расширений вала, от типа подшипниковых опор. Сейчас попробую разложить по полочкам, как это бывает на практике.

Что такое осевой разбег и почему он не ?просто цифра?

Если говорить технически, то осевой разбег — это преднамеренный зазор или натяг в осевом направлении между вращающимися и неподвижными частями насоса, чаще всего регулируемый в подшипниковых узлах. Цель — компенсировать тепловое удлинение вала при работе. Если зазора не будет, вал ?упрётся?, если будет слишком много — начнётся осевое биение, разрушающее механические уплотнения или сальниковую набивку.

Но вот ключевой момент, который часто упускают из учебников: величина этого разбега, указанная в документации, обычно дана для условий 20°C. А представьте себе насос, перекачивающий горячую воду на ТЭЦ или горячий конденсат. Вал-то нагревается и удлиняется! И если при холодном пуске ты выставил ?идеальный? паспортный зазор, то при выходе на рабочий режим он может уйти в ноль или даже в натяг. Я сам однажды столкнулся с такой историей на сетевом насосе. Выставили всё по мануалу, запустили — через полчаса пошёл дым из опоры, подшипник заклинило. Оказалось, не учли коэффициент линейного расширения материала вала для конкретной рабочей температуры. Пришлось пересчитывать и выставлять зазор на холодном агрегате с поправкой на нагрев.

Ещё один нюанс — тип насоса. Для центробежных многоступенчатых насосов с гидравлическим разгрузочным устройством (разгрузочным диском) подход к осевому разбегу совсем другой, там важно балансировать осевое усилие от рабочих колёс. А для обычных консольных насосов типа К — там своя специфика, связанная с зазором в упорном подшипнике. Так что общих рецептов нет.

Практика регулировки: инструменты и ?чувство металла?

Регулируют разбег обычно щупами или индикаторными часами (индикаторами). Щупы — это для грубой проверки, по-хорошему, нужен индикатор. Но и тут есть подводные камни. Ставишь индикаторную стойку на корпус, наконечник — на торец вала. Начинаешь смещать вал ломиком или монтировкой — и смотришь показания. Казалось бы, что сложного?

А сложность в том, чтобы убедиться, что ты двигаешь именно весь ротор в сборе, а он не ?играет? в радиальных подшипниках. Бывает, из-за износа вкладышей радиальный зазор большой, и когда ты давишь осево, вал немного перекашивается. Показания индикатора тогда врут. Опытные наладчики всегда делают несколько ?качков?, смотрят на возврат стрелки в ноль, чтобы убедиться в отсутствии люфтов. Это уже не по инструкции, это чистая практика.

И конечно, после регулировки и затяжки крепёжных болтов крышки подшипникового узла нужно обязательно перепроверить значение. Потому что при затяжке корпус может немного поджаться, и зазор уйдёт. Лучше перепроверить три раза, чем один раз перегреть агрегат. Кстати, о болтах. Их затягивают с определённым моментом, указанным в инструкции. Если перетянуть — можно вызвать деформацию корпуса подшипниковой стойки, особенно если это литая конструкция. Что касается литья, то тут надёжность материала имеет ключевое значение. Например, компания ООО Шицзячжуан Хуатэен Шэньюань Машиностроение (https://www.htsycasting.ru), которая занимается литьём, имеет в своём распоряжении несколько линий по производству форм из смоляного и глинистого песка, а также печи для термообработки. Это важно, потому что качественное литьё корпусных деталей насоса — это гарантия их стабильной геометрии, а значит, и точности посадок подшипников, от которой напрямую зависит возможность точной регулировки того же осевого разбега. Нет смысла точно выставлять зазоры на корпусе, который ?повело? от остаточных напряжений после плохой термообработки.

Связь с другими проблемами: вибрация, уплотнения, подшипники

Неправильный осевой разбег редко приходит один. Он почти всегда тянет за собой шлейф других неисправностей. Самый частый ?спутник? — повышенная осевая вибрация. Если зазор велик, ротор начинает осево ?прыгать? под действием гидродинамических сил в рабочем колесе. Эта вибрация передаётся на корпус, на фундаментную плиту, на трубопроводы. Иногда ищут причину в дисбалансе, а дело-то в регулировке подшипникового узла.

Вторая по частоте проблема — выход из строя торцевого уплотнения (сальника). При чрезмерном осевом перемещении вала упорные кольца механического уплотнения не могут сохранить стабильный контакт, появляется утечка, перегрев пары трения и — хлоп! — уплотнение рассыпалось. Замена его дорогая, а причина могла крыться в паре десятых миллиметра лишнего зазора.

И, наконец, подшипники качения. Для упорных шарикоподшипников осевой зазор — их нормальная рабочая среда. Но если он выходит за допустимые пределы (как в меньшую, так и в большую сторону), ресурс катастрофически падает. Перегрев, выкрашивание дорожек качения, заклинивание — всё это может быть следствием. Однажды разбирали насос, где ?умер? упорный подшипник. При вскрытии увидели, что регулировочные шайбы были подобраны не той толщины — видимо, кто-то ставил ?что было под рукой?. Результат — несколько суток простоя и дорогостоящий ремонт.

Особые случаи и личный опыт

Бывают и неочевидные ситуации. Например, насосы с приводом от паровой турбины или электродвигателя через муфту. Здесь важно учитывать осевой разбег не только насоса, но и соосность с приводным агрегатом. Потому что если, допустим, у двигателя свой осевой зазор в подшипниках, и он не совпадает по направлению с зазором в насосе, при тепловом расширении может возникнуть опасное осевое усилие через муфту. Это может привести к разрушению пальцев муфты или даже к осевому сдвигу роторов.

Работал с одним химическим насосом, перекачивающим агрессивную среду. Материал вала — специальная нержавейка с одним коэффициентом расширения, а материал корпуса подшипниковой стойки — другой. При нагреве от процесса разбег менялся нелинейно. Пришлось вместе с инженерами завода-изготовителя эмпирически, методом проб (к счастью, не ошибок), подбирать оптимальное значение для конкретной температуры в цехе. Записали его в паспорт агрегата как обязательное для этого технологического узла.

Ещё один момент — это ремонты. Когда меняешь подшипники или производишь шлифовку вала в месте посадки, геометрия может немного измениться. Старые регулировочные кольца или шайбы могут уже не подойти. Нужно обязательно всё промерять заново, а не ставить старые детали обратно. У нас в практике был случай, когда после замены подшипника качения на аналогичный, но от другого производителя, пришлось подбирать новую комплектующую шайбу — осевой зазор в самом новом подшипнике оказался чуть иным.

Вместо заключения: контроль и документация

Итак, что в сухом остатке? Осевой разбег насоса — это динамический параметр, требующий понимания физики работы агрегата. Его нельзя выставить раз и навсегда. При плановых ремонтах, после любых работ с ротором или подшипниковыми узлами — контроль обязателен. И не формальный, а вдумчивый, с учётом температурных условий.

Крайне важно вести журнал, куда записываются фактические замеренные значения при каждом вскрытии. Это помогает отследить тенденции. Если, например, зазор постепенно увеличивается при тех же регулировочных шайбах — это может сигнализировать об износе упорных поверхностей вала или корпуса подшипника. Раннее выявление такой тенденции предотвращает внезапную аварию.

И последнее. Никакая, даже самая совершенная методика регулировки, не сработает, если базовые детали — корпуса, крышки, валы — имеют дефекты литья или обработки. Поэтому выбор надёжного поставщика литых заготовок, который обеспечивает стабильное качество и проводит необходимые испытания, как та же ООО Шицзячжуан Хуатэен Шэньюань Машиностроение со своим парком литейного и испытательного оборудования, — это не просто закупочный вопрос, а фундамент для долгой и беспроблемной работы всего насосного оборудования. Ведь всё начинается с металла. А уже потом идут щупы, индикаторы и опыт наладчика, который чувствует этот металл и понимает, как он поведёт себя в работе.