Zapisz - Ogrzewnictwo

O łożyskach i łożyskowaniu
Panuje przekonanie, że za liczne niesprawności i awarie pomp są odpowiedzialne ich
łożyska. Należy się tej opinii zdecydowanie przeciwstawić. Być może przed laty zasadnie
kwestionowano jakość łożysk (zwłaszcza importowanych z krajów RWPG). Dziś należy
przyznać rację producentom łożysk, którzy twierdzą, że łożyska powinny przeżyć maszynę,
w której są zabudowane.
Oczywiście łożyska prawidłowo dobrane, prawidłowo osadzone, w pompie właściwie
eksploatowanej i obsługiwanej. Praktyka remontowa zdaje się tego nie zauważać. Jest
niemal regułą, że w każdym zabiegu remontowym łożyska są wymieniane na nowe.
Trwałość i niezawodność łożyskowania pompy zależy od jej jakości, czyli od producenta
oraz od warunków eksploatacji, czyli od użytkownika. W pierwszym rzędzie zależy więc od
konstruktora pompy, od jej wykonawcy, a zwłaszcza od montera fabrycznego, który osadził łożyska,
w sumie - od jakości danego egzemplarza pompy. Zależy też od projektanta, który zadecydował o
zastosowaniu pompy w takich, a nie innych warunkach pracy. Równie znaczący, być może
największy wpływ ma użytkownik, do którego ten artykuł jest adresowany.
Większość pomp wirowych posiada łożyska toczne. Tylko pompy do najcięższych warunków
pracy (np pompy bagrowe), pompy specjalne (np. pompy głębinowe), pompy wielkich mocy (np.
pompy zasilające) posiadają łożyska ślizgowe. Rys. 1.
Typowe łożyskowanie jednostopniowej pompy wirowej dla średniego obciążenia.
Popularne pompy mo-noblokowe i zatapial-ne są łożyskowane na łożyskach tocznych silnika.
Rozwiązanie łożyskowania licznie występujących pomp jed-nostopniowych przedstawia rys 1.
Łożysko od strony wirnika przenosi tylko obciążenia promieniowe. Łożysko od strony sprzęgła
przenosi obciążenie promieniowe i obciążenie wzdłużne. W zależności od wielkości tych obciążeń

stosuje się odpowiednie łożyska, i tak najczęściej:
Rys 2. Łożyska stosowane w budowie pomp a-
łożysko serii 60, 62, 63, 64, b- łożysko serii 32, 33 , c- łożysko serii NU, d- łożysko serii 72, 73 e-
para łożysk serii 73 w układzie „O” („DB”, „back-to-back : )
Mówiąc o konstrukcji zespołu łożyskowego pompy należy zwrócić uwagę na elementy równie ważne
jak dobór łożysk, zwłaszcza na smarowanie i uszczelnienie. Nie będą one rozpatrywane w tym
rozdziale.
O Doborze łożysk decyduje konstruktor pompy. Tylko takie łożyska mogą być stosowane
w praktyce remontowej. Natomiast znajomość zasad pasowania łożysk jest w tej praktyce
niezbędna. Zasady pasowania łożysk tocznych wykładane są w sposób skomplikowany („wirujący
pierścień/ wirująca oprawa” itp.) wynikiem czego bywa niekiedy niezrozumienie i błędny dobór
tolerancji średnicy wału i otworu w oprawie. W odniesieniu do typowego przypadku konstrukcyjnego,
jak na rysunku 1, i podobnych, można przyjąć proste zalecenia: ciasno na wale, luźno w oprawie.
Stąd, zwykle: - tolerancja średnicy wału - k5, m5, m6 - tolerancja średnicy gniazda w oprawie -
H7
Odstępstwa, wynikające z uwzględnienia rodzaju materiału wału, temperatury pracy, wielkości,
rodzaju łożysk, etc. wymagają rozwagi i należy je pozostawić doświadczonym konstruktorom.
Typowym sposobem mocowania łożysk jest unieruchomienie pierścieni wewnętrznych np przy
pomocy nakrętek. W oprawach - łożysku od strony wirnika należy umożliwić przesuw osiowy, a
łożysko od strony sprzęgła należy unieruchomić. Innym zagadnieniem jest mocowanie łożysk na
czopach i w gniazdach luźnych przy użyciu klejów, stosowane niekiedy z konieczności w praktyce
remontowej, oraz w niewielkich pompach.
Poprawny dobór, montaż i eksploatacja prowadzą do zapewnienia poprawnego, zwykle
wieloletniego działania pompy. Uszkodzenia i przedwczesne zużycie łożysk wyraża się
grzaniem, drganiami i zatarciami. Diagnozowanie stanu łożysk podczas pracy wymaga
odrębnego omówienia.
Niesprawności i awarie łożysk są zwykle niezależne od ich jakości. Przyczynami pierwotnymi są
najczęściej: - niewłaściwa konstrukcja zespołu łożyskowego, w tym błędnie dobrane łożyska i
pasowania, - nadmierne obciążenie, np skutkiem pracy pompy z wydajnością mniejszą od nominalnej
gdy znacznie wzrasta siła hydrauliczna w korpusie spiralnym- rys. 3, - zmiana kierunku siły osiowej
skutkiem wzrostu ciśnienia na ssaniu, - brak współosiowości pompy i silnika, - wadliwie wykonany

korpus (niewspółosiowośc gniazd) lub wał, i wadliwy montaż, - niedostateczne smarowanie i
obecność wody w komorze łożyska, - zanieczyszczenia, - błędy obsługi.
Rys. 3. Sita promieniowa
działająca na łożyska, pochodząca od rozkładu ciśnienia w spirali pompy, i jej zależność od
wydajności
Stan wymontowanego łożyska wskazuje na przyczynę niesprawności. Warto ją poznać i
wyeliminować. Najczęściej spotyka się następujące uszkodzenia łożysk: - pęknięcie pierścienia lub
koszyka, zwykle na skutek niewłaściwego montażu, - korozja powierzchni będąca następstwem
kontaktu z wodą, wilgocią lub czynnikiem pompowanym, - złuszczenia bieżni skutkiem zmęczenia
materiału poddanego nadmiernemu obciążeniu mechanicznemu lub termicznemu, - zniekształcenie i
silne wypolerowanie bieżni z miejscowymi mikropęknięciami skutkiem złego smarowania,
- wgniecenia spowodowane przenoszeniem przez łożysko obciążeń montażowych, - zużycie ścierne
na skutek obecności cząstek obcych w smarze. Przyczyn uszkodzeń łożysk jest znacznie więcej.
Niektóre wręcz zaskakujące, jak niedostateczne obciążenie powodujące ślizganie się elementów
tocznych, odciski na bieżniach powstałe w trakcie transportu, prądy błądzące generowane przez
silnik elektryczny, tarcie ślizgowe na skutek utrudnienia obrotu koszyka przez nadmierną ilość
gęstego smaru itp.
Rys. 4. Ślady
pracy na powierzchniach bieżnych łożyska kulkowego. al poprawnie przenoszone obciążenie
promieniowe bl poprawnie przenoszone obciążenie wzdłużne cl poprawnie przenoszone
obciążenia promieniowe i wzdłużne dl obciążenie wzdłużne i przekoszenie skutkiem
niewspółosiowości el obciążenie spowodowane owalizacją pierścienia zewnętrznego fl ślady
pracy łożyska, którego montaż spowodował likwidację luzu wewnętrznego
Rys 5. Niektóre typowe objawy
uszkodzeń łożysk kulkowych (zdjęcia pochodzą z New Bearing Doctor - NSK) al złuszczenia na
skutek nadmiernego obciążenia wdłużnego, bl zatarcie na skutek braku smarowania cl ślady
zniszczenia zapoczątkowanego miejscowymi wgnieceniami powstałymi podczas montażu
Wiele przyczyn niesprawności łożysk można wyeliminować podczas przygotowania do
montażu. Spośród licznych zaleceń, które publikują producenci łożysk, niektóre warto szczególnie
podkreślić.
Czystość. Łożyska należy przechowywać w oryginalnych opakowaniach otwieranych bezpośrednio
przed montażem, lub owinięte w czystą folię względnie szmatkę (nie wełnianą!). Podobnie należy
chronić przed zabrudzeniem łożyska osadzone na wale lub w oprawie, przed jej zamknięciem - rys. 6.
Należy używać czystych narzędzi i rękawic. Nie wolno do smarowania stosować smaru z pojemnika,

przechowywanego w warsztacie bez szczelnego przykrycia. Rys. 6.
Ochrona łożysk przed zanieczyszczeniem
oznaczenia łożyska
Rys. 7. Sprawdzanie
Sprawdzenie łożyska. Przed montażem należy się upewnić, że łożysko jest w pełni zgodne z
zalecanym dokumentacją, lub identyczne z łożyskiem wymontowanym. Sprawdzeniu podlega
oznaczenie (cyfrowe i literowe) znajdujące się na opakowaniu łożyska i oznaczenie znajdujące się na
powierzchniach zewnętrznych łożyska - rys. 7. W tym miejscu warto zwrócić uwagę producentom
pomp na możliwość ułatwienia życia remontowcom przez podawanie oznaczeń łożysk na
tabliczkach znamionowych.
Szczególnym przypadkiem, wymagającym sprawdzenia przed montażem jest para łożysk skośnych -
rys. 3e. W pompach wyższej klasy montuje się łożyska parowane fabrycznie i dostarczane w
kompletach. Stosowanie łożysk niepa-rowanych do montażu w układzie „O” (back-to-back) winno być
poprzedzone upewnieniem się, że zacisk pierścieni wewnętrznych nie spowoduje zakleszczenia.
Sprawdzenie można wykonać w imadle, podkładając dowolne pierścienie lub nakrętki pod
pierścienie wewnętrzne - rys. 8.
Sprawdzenie wału i oprawy. Warsztaty remontowe o wysokiej kulturze technicznej cechuje
praktyka pomiarów średnic przed montażem. Na podstawie wyników przewiduje się sposób montażu
i unika trudności.
Rys. 8. Sprawdzanie luzu pary łożysk
Zasadniczą rolę odgrywa kultura techniczna montażu. Prawidłowo przeprowadzony montaż
łożysk nie nastręcza trudności. Łożyska, podgrzewane do temperatury 100-120 °C, (nigdy powyżej
120 °C ) łatwo wpro- wadzą się na wał. Jeśli konstrukcja pompy na to pozwala, wraz z wałem, po
ostygnięciu, równie łatwo wprowadza się je do gniazd korpusu łożyskowego. Dobrze wyposażony
warsztat posiada specjalne nagrzewnice indukcyjne - rys. 9. Z braku nagrzewnic można stosować

kąpiel w gorącym oleju, a nawet podgrzewanie żarówką - rys. 10. Spośród licznych sposobów
monterskich można zalecić grzanie na płytce piecyka elektrycznego, tak aby ciepło przenosiło się na
pierścień wewnętrzny, a temperatura była kontrolowana stanem wrzenia wody, jak na rys. 11.0
kulturze technicznej świadczy używanie rękawic odpornych na temperaturę. Zawsze pomocne jest
stosowanie preparatu przeciwzatarciowego - rys. 12, zwłaszcza gdy wał jest wykonany ze stali
kwasoodpornej. Zalecenia powyższe nie wykluczają użycia siły przy montażu pod warunkiem, że siła
ta nie jest przenoszona przez elementy toczne! „Nabijanie łożysk” powinno przejść do niechlubnej
przeszłości. Wskazane jest stosowanie wcześniej przygotowanych, odpowiednich tulejek oraz
posługiwanie się młotkiem gumowym lub plastikowym. Rys. 9.
Indukcyjne grzanie łożyska nagrzewnicą zamontowaną na wózku warsztatowym
sprzętu
Rys. 10. Grzanie łożyska przy użyciu żarówki w warunkach braku profesjonalnego
Rys. 11. Grzanie na płytce grzejnika elektrycznego (ciepło przenoszone
jest przez wałek stalowy, a temperatura kontrolowana stanem wrzenia wody w pojemniku)
Trud prawidłowego montażu łożysk może zostać zniwelowany przez siłowy montaż
sprzęgła. Niestety zbyt często spotyka się praktykę „nabijania sprzęgła”, niekiedy zbędnie zbyt
ciasno pasowanego na końcówce wału - rys. 13. Sprzęgło ciasno pasowane musi być grzane!
Temperatura grzania zależy od stosowanego wcisku. Każde uderzenie w sprzęgło jest przenoszone
przez łożysko pompy. Należy mieć świadomość skutków tej praktyki. Użycie ciężkiego młotka jest
usprawiedliwione tylko przy demontażu, który wykonuje się z założeniem eliminacji demontowanego
łożyska. Rys. 12. Preparat przeciwzatarciowy oraz popularny WD-40 i klej
do mocowania luźnych łożysk

Rys. 13. „Nabijanie” tożysk i sprzęgieł
Spotyka się opinie, że „nabijanie” tożysk, jak na rysunku 13, nie musi prowadzić do
zniszczenia łożyska. Uzasadnia sieje brakiem jakichkolwiek objawów uszkodzeń przy próbie
ostuchiwania tak potraktowanego tożyska. Tylko bardzo silne uderzenia powodują pęknięcia lub
wykruszenia. Słabsze uderzenia, przenoszone przez elementy bieżne, powodują zgniot materiału
bieżni pod jej powierzchnią. Tak uszkodzony materiał staje się nieodporny na obciążenia
zmęczeniowe podczas pracy łożyska, co skutkuje ograniczeniem jego trwałości. Uszkodzenia,
pokazane na rysunku 5c, występują dopiero po pewnym czasie. Z tym należy się zawsze liczyć.
Jest dobrym zwyczajem, a niekiedy niekwestionowanym wymogiem, by pompę po
montażu poddać próbie. Próbę należy poprzedzić sprawdzenia poprawności montażu
łożyskowania. Pierwsze kryterium - swobodny obrót o niczym nie świadczy. W przypadku konstrukcji
pokazanej na rys.1 sprawdzenie powinno polegać na pomiarze wzdłużnego przesunięcia wału przy
użyciu niewielkiej siły, zwanego przez monterów „przebijaniem”. Przesunięcie, mierzone czujnikiem -
rys. 14, powinno wynosić co najmniej tyle ile wynosi minimalny luz wewnętrzny łożysk,
odpowiedzialnych za przenoszenie siły wzdłużnej. Dla łożysk średniej wielkości jest to luz rzędu 0,1
mm.
Rys. 14. Sprawdzanie swobody obrotu i przesunięcia
Źródło: http://pompy.pompownie.com/