دستورالعمل تعمیر یاتاقانهای موتور 250 کیلو وات
نکاتی چند در مورد تعویض بلبرینگ های موتور دستگاه تصفیه هوای شرکت پارس بهشرق با مشخصات فنی زیر:
Power : 250 kW, Nn = 1500 rpm
Bearings:
- D-End NU218E+6218 C3
- ND-End NU218E
الف – دمونتاژ یاتاقانها
ابتدا با پولی کش تک تک یاتاقانها را بیرون کشیده و آنها را در گازویل شستشو می دهیم. روی تک تک یاتاقانها باید بررسی کرد که دلیل صدای یاتاقانها چیست؛ خوردگی، یا انطباقها و انحرافات هندسی فراتر از حد مجاز؟
توجه: گاهی افزایش یا کاهش ولتاژ به جهت شل شدن سر سیم های در موتور یا از ترانسفورماتور اصلی سبب گرم شدن تدریجی و بالاخره ارتعاشات می شود. بنابراین لازم است قبل از هر اقدامی از درستی ولتاژ های موتور اطمینان حاصل کرد.
انواع گریس برای شرایط مختلف:
1 . گریس با روغن پترولیوم پرکاربردترین نوع گریس برای دمای مابین 1 – الی 149 درجه سانتیگراد.
2 . گریس با روغن دای ایستر برای کارکرد در دمای محیطی سرد. ) 73 – در جه سانتیگراد (
3 . گریس سیلیکونی برای بارهای سنگین مناسب نیست اما محدوده دمایی بزرگی را پوشش می دهد ) 73 – تا149 ( . برای موتورهای DC نباید استفاده شود. چراکه بخار آن باعث از بین رفتن ذغال می گردد و خوردگی ذغال را افزایش می دهد.
4 . فلوروسیلیس گریس که در محیط هایی که امکان آلودگی شیمیایی و یا تماس با حلالی می باشد خوب کار می کند. ) و البته نباید در موتورهای دی سی مورد استفاده قرار گیرد. (
5 . گریس پلیتر پرفلورینت که برای کار در دمای بسیار بالا استفاده می گردد. ) تا 288 درجه ( و بخوبی می تواند بار را تحمل کند.
استفاده از دستگاه های گریس زنی پر فشار در موتورها توصیه نمی شود. همچنین گریس زدن سریع و یا با فشار زیاد بوسیله دستگاه های دستی نیز ممنوع می باشد چرا که امکان پاشیدن گریس، بر روی سر کلاف ها محتمل است.
گریسکاری یاتاقان در هنگام نصب و البته گریسکاری در قاب موتور تا یک سوم حجم موجود می تواند مفید باشد چرا که این گریس بعنوان گریس ذخیره استفاده میشود. گریسکاری بیش از اندازه، امکان خروج گریس اضافه را فراهم نمیکند. در صورت عدم امکان خروج گریس اضافه، گریس روغن خود را زودتر از دست می دهد( تمامی گریس ها بصورتی تولید شده اند که در بازه زمانی طولانی روغن خود را از دست می دهند). از بیرینگ هایی دارای شیلد و یا دیواره ) حفاظ ( هنگامی استفاده می گردد که موتور گریس خور ندارد و نیز در هنگامیکه از روند زمانی جدول روانکاری نمی توان پیروی کرد استفاده از این نوع بیرینگ ها بسیار مناسب خواهد بود.
آرایش یاتاقانهای ثابت (Locating Bearing) و آزاد (non-Locating Bearing) در موتور
| یاتاقان رولر با شماره NU218E و یاتاقان ساچمه ای با شماره6218 C3
در شکل یاتاقان انتهایی موتور (ND End) قابلیت جابجایی دارد در حالیکه یاتاقان سمت درایو (D End) به جهت بلبرینگ نوع Deep Groove Bearing نمی تواند حرکت محوری داشته باشد. |
توجه کنید که یاتاقان ثابت امکان جابجایی ندارد، یعنی افزون بر نیروهای شعاعی، نیروهای محوری ناشی از افزیش گرمایی شافت ( در دو جهت) را نیز تحمل می کند. این یاتاقانها روی شافت و داخل پوسته محکم می شوند. ولی، یاتاقانهای آزاد، با داشتن قابلیت جابجایی محوری تنها قادر به تحمل بارهای شعاعی هستند. یکی از راه های داشتن امکان جابجایی محوری استفاده از یاتاقانهای غلطکی بدون فلنج (ribs) از نوع N یا NUاست.
چند مثال برای درک بیشتر یاتاقانهای آزاد و یاتاقانهای ثابت
روش گریسکاری پس از تعویض یاتاقانها
مسیر گریسکاری یاتاقانها باید کاملا عاری از گریس قدیمی بوده و با گریس نو پر از گریس شود تا زنگ نزند. یاتاقانها را کاملاً گریسکاری کنید و سوراخ تخلیه گریس را باید باز کرده و 15 دقیقه موتور را روشن نمود تا گریس اضافی امکان تخلیه داشته باشد. سپس پیچ تخلیه را ببندید.
توجه: در هنگام گریس کاری هروقت فشار پمپ زدن افزایش یافت، از گریسکاری بیشتر امتناع کنید. همچنین هرگاه گریس تمیز از محل تخلیه خارج شد، از گریسکاری بیشتر امتناع کنید.
فاصله زمانی گریسکاری
بر اساس جدول زیر و محاسبات ساده هر شش ماه باید گریسکاری انجام گیرد.
عمده دلایل خرابی زود هنگام یاتاقانها موارد زیر هستند:
نصب اشتباه، آلودگی، جابجایی نادرست، نگهداری نادرست، عدم روانکاری یا روانکاری نادرست (روانساز خیلی کهنه، مقدار نادرست روانکار، آلودگی در روانکار و غیره)
موتور بایستی تمیز نگهداری شود، عاری از گرد و غبار، خاک و شن و روغن باشد. برای تمیزکاری باید از برسهای نرم یا کهنه های کتان تمیز استفاده کرد. برای حذف گرد و غیار غیر ساینده از کاور فن و انباشت کثافت بر روی فن و پره های خنک کن باید از جریان هوای فشرده استفاده کرد.
جعبه ترمینالهای موتور که با درجه حفاظت IP55 منطبق شده اند بایستی نظافت شوند. ترمینالهای آنها باید عاری از اکسیداسیون بوده و از لحاظ مکانیکی در شرایط خوبی باشند. و تمام فضای استفاده نشده در آن عاری از گرد وغبار باشد. برای استفاده تحت شرایط محیطی نامساعد موتورهای با حفاظت IP(W) 55 توصیه شده است.
ارتعاشات
افزایش قابل توجه و یا تغییر ارتعاش موتور به منزله وجود مشكل در یاتاقان ،عدم تعادل بار ، خم شدن ، كوپلینك نامناسب و یا نوسان برق می باشد .
نحوه نصب یاتاقان روی موتور
- ابتدا محل استقرار یاتاقانها بر روی شافت و پوسته یاتاقانها باید مورد بررسی چشمی دقیق قرار گیرند. انحراف ابعادی نشیمنگاه یاتاقانها باید در محدوده مجاز باشد.
توجه کنید که:
- تلرانس بلبرینگ باید با شافت k5 و با پوسته H6/J6 باشد.
- تلرانس رولر برینگ باید با شافت M5 و با پوسته H6/J6 باشد.
- m5 48 T ~ 13 T
- k5 38 T ~ 3 T
- J66 T ~ 31 L
- H60 ~ 37 L
- L به معنی افزایش از مقدار نامی و T به معنی کاهش از مقدار نامی است و هر یک به مفهوم میکرون هستند.
- در جازدن یاتاقانهای یک تکه مثل: deep groove ball bearings ، single row angular contact ball bearings ، spherical roller bearings ، و CARB toroidal roller bearings (روی شافت یا داخل پوسته ) باید کنس داخلی و خارجی آنها همزمان تحت فشار قرار گیرند.
| جازدن یک یاتاقان یک تکه روی شافت با ابزاری که کنس داخلی و خارجی یاتاقان را همزمان تحت فشار قرار می دهد. |
| جازدن یک یاتاقان یک تکه داخل پوسته با ابزاری که کنس داخلی و خارجی یاتاقان را همزمان تحت فشار قرار می دهد. |
| اگر انطباق از نوع تداخلی است (interference fit)ابتدا یاتاقان را روی شافت جا زده و سپس مجموعه شافت و یاتاقان را در داخل پوسته جا بزنید. |
| اگر قرار باشد یاتاقان CARB toroidal roller bearing مورد استفاده قرار گیرد (این یاتاقان ها بهتریم نوع یاتاقان در مورد موتورها بوده و در برابر خمیدگی و عدم تعادل دینامیکی سیستم اتصال داده شده به موتور تا حدودی خود تنظیم کن هستند) باید کنس داخلی و خارجی یاتاقان همزمان تحت فشار قرار گیرند. |
یاتاقانهای قابل جدا شدن
یاتاقانهای رولر استوانه ای (Cylindrical roller bearings) که در الکترو موتورها بکار می روند دارای کنس های هستند که قابل جدا شدن از هم هستند. چون این یاتاقانها هم روی شافت و هم روی پوسته فیت و محکم می شوند، معمولا آنها را از هم جدا می سازند (شکل زیر).
| رولرها بین دو رینگ یکی از کنس ها حرکتی بسیار جزیی دارند. رولرها، رینگ فلنجدارو قفسه رولری(Cage Assembly)مجموعه ای را می سازند که قابل جدا شدن از کنس داخلی است. این ویژگی سبب ساز نصبی ساده است. بدین ترتیب که ابتدا رینگ داخلی را روی شافت جار بزنید (بکمک یک کوره القایی بهتر است) و مجموعه دیگر را هم داخل پوسته جا بزند. در این مجموعه رولرها و قفسه رولری را به خوبی روغنکاری کنید تا روغن به راهگاه حرکت رولرها هم انتقال پیدا کند. اکنون راهگاه کنس داخلی را نیز روغنکاری نمایید. حالا در حالیکه دو قسمت نسبت به هم کاملا موازی و هم مرکز باشند تا آسیب به یاتاقان نیاید. در شکل برای کاهش این مشکل از یک رینگ هدایت کننده استفاده شده است. برای جلوگیری از خراشیدگی قسمتهای حساس، در همان حالی که دو کنس را بهم فشار می دهیم ، یکی از آنها را بچرخانیم. |
کنترل هم مرکزی بین پوسته و شافت( یعنی بین دوکنس داخلی و خارجی)
بین شافت و پوسته عرم هم مرکزی باید در حد مجاز باشد (در جدول صفحه بعد ) تا عمر یاتاقان در حد بیشینه خود باشد. بنابراین لازم است پس از نصب هر یاتاقان با ساعت اندازه گیری (شکل زیر) مقدار عدم توازی را اندازه گیری نمود. روش اندازه گیری انحراف به این صورت است که در چند نقاط متقابل (نسبت به هم زاویه 180 درجه داشته باشند) روی قطر خارجی یاتاقان، اختلاف دو انحراف ساعت را حساب می کنیم و بزرگتریم آنرا به نام dx می نامیم. اکنون بکمک رابطه زیر مقدار زاویه انحراف را می سنجیم.
حد مجاز عرم هم محوری بین دو کنس یاتاقان ها پس از نصب روی پوسته و شافت در جدول زیر آمده است. عدم هم محوری باید از این مقادیر کمتر باشد تا عمر یاتاقان در حد معمول و قابل قبول باشد.
.
در پوشهای گریس گیر (Seals)
سیلینگ برای جلوگیری از خروج گریس بکار می روند انواع سیل های خارجی و داخلی (فلزی، الاستمرها) در شکل های زیر دیده می شوند. سیلهایی از جنس Acrylonitrile Butadiene Rubber (NBR)، دمای عملکردی شان-40 to 100 °C است. نوع دیگر سیلها برای محیط هایی با خورندگی شیمیایی بالا a flurocarbon rubber (FKM) است که نام تجاری آن Viton و دمای عملکردی آن 30 to 180 °C است.
| Bearing with metallic shields – 2Z | External seal |
| Bearing with 2RSL low friction seals
برای یاتاقانهای تا 52 میلیمتر |
Bearing with 2RZ low friction seals
برای یاتاقانهای با گشتاور کم و سرعت بالاو موتورهای DC |
| Fig 10-a: Bearing with 2RSH contact seals
با اثر گرمایی بالا |
Fig 10-b: Bearing with 2RS1 contact seals
با اثر گرمایی بالا |
سیلهایی که هیچگونه تماسی با شافت ندارند (Non-rubbing seals) برای دمای بالا و سرعت بالا کاربرد دارند. عمر آنها تقریبا بی نهایت است و انواع آن به شرح زیر است:
- rotary non-rubbing seals
- gap seals
- labyrinths
- نوع ترکیبی
| Gap rotary non-rubbing seals | Circular grooves rotary non-rubbing seals |
| helical grooves rotary non-rubbing seals
جهت مارپیچ باید در جهت دوران موتور باشد. سرعت محیطی یاتاقان نباید بیش از 5 m/s باشد. |
سیلهای نوع هزارتو (Labyrinths Seals)
این نوع سیل برای ممحیطهای آلوده و سرعت بالا بسیار مناسب است. گپ داخل این نوع سیل اگر در معرض باران و آب است باید با مواد ضد خوردگی که صابونهای لیتیومی هستند پر شود (شکل زیر)
سیلهای نوع تماسی (Rubbing Seals)
در انتخاب این نوع سیل دورانی باید جنس (نمد، لاستیک، پلاستیک، چرم، گرافیت، مواد نسوز، فلزات و غیره)، الاستیسیته، مقاومت در دماهای مخالف، سرعت محیطی بیشینه در سطح سیل، جهت آببندی و غیره مورد توجه قرار گیرند: زبری سطح تماس باید بویژه در سرعتهای محیطی بالا خیلی کم باشد(شکل های زیر)
| سیل نمدی تک رینگه و دو رینگه برای حفظ گریس و روغن بکار می رود. برای سرعت های محیطی 4 and 7 m/s و دماهای بیش از 100oC, مناسب است | |
| V-rubbing seal, combined with axial labyrinth non-rubbing seal. | Felt ring rubbing seal, combined with axial labyrinth non-rubbing seal |
تلرانس کنس خارجی با بوش ثابت شده روی پوسته انتهایی موتور 250 کیلو واتی، بدون نیاز به جابجایی طبق چدول زیر M7 است یعنی برای d=160 mm پوسته باید بین 0 تا 40 میکرون تنگ تر باشد.
انتخاب جنس یاتاقان
چون قطر داخلی یاتاقان 90 میلیمتر است و به عنوان یاتاقان بزرگ محسوب می شود (بیش از 80 میلیمتر) پس باید جنسش فولاد A 485-03 Grade 2 (طبق استاندارد ASTM) باشد.
