یاتاقان (Bearing) در پمپهای سانتریفیوژ پمپیران
یاتاقان (Bearing) در پمپهای سانتریفیوژ پمپیران: نقشها، انواع و استراتژیهای روانکاری
یاتاقانها (بلبرینگها) شاید کمتر از پروانه و شافت مورد توجه قرار گیرند، اما یکی از اصلیترین نقاط شکست (Failure Points) در پمپهای سانتریفیوژ هستند، به ویژه در کاربردهای صنعتی سنگین مانند آنچه پمپیران ارائه میدهد. وظیفه اصلی یاتاقان، حمایت از شافت در برابر بارهای شعاعی و محوری است، در حالی که اصطکاک را به حداقل رسانده و اجازه چرخش آزاد را فراهم میآورد.
۱. طبقهبندی بارها و انتخاب یاتاقان مناسب
پمپهای سانتریفیوژ دو نوع اصلی بار را به یاتاقانها تحمیل میکنند:
بار شعاعی (Radial Load): این نیرو ناشی از عدم تعادل هیدرودینامیکی بین نیروی گریز از مرکز ایجاد شده توسط پروانه و نیروهای واکنش آب در محفظه است. این بار متناسب با فاصله شعاعی از مرکز چرخش است و تلاش میکند شافت را به سمت پایین خم کند.
بار محوری (Axial Thrust): این نیرو ناشی از تفاوت فشار در دو طرف پروانه است که تلاش میکند پروانه را در طول شافت حرکت دهد. در پمپهای بالانس نشده، این بار میتواند بسیار زیاد باشد.
انواع یاتاقانها در پمپهای سنگین:
یاتاقانهای غلتشی (Rolling Element Bearings): رایجترین نوع، شامل توپها (Balls) یا غلتکها (Rollers) هستند. برای بارهای سبک تا متوسط و سرعتهای بالا مناسبند. دو دسته اصلی شامل یاتاقانهای شیار عمیق برای بارهای شعاعی و یاتاقانهای مخروطی دو ردیفه برای تحمل همزمان بارهای شعاعی و محوری سنگین استفاده میشوند.
یاتاقانهای لغزشی (Journal Bearings): در پمپهای بسیار بزرگ یا بسیار سنگین که تحت بارهای محوری عظیم قرار دارند، یاتاقانهای لغزشی مبتنی بر روغن هیدرودینامیکی (Thrust Pads) استفاده میشوند. این یاتاقانها عملاً هیچ تماسی در حالت کارکرد (هنگامی که لایه نازکی از روغن تحت فشار بین شافت و بستر یاتاقان تشکیل میشود) ندارند و بنابراین عمر عملیاتی بسیار طولانیتری دارند.
۲. اهمیت سیستم روانکاری
انتخاب روش روانکاری به شدت بر عمر یاتاقان تأثیر میگذارد؛ غالباً عمر یاتاقان به دلیل خرابی روانکاری است، نه خرابی خود غلتکها.
روانکاری با روغن (Oil Lubrication): بهترین گزینه برای پمپهای با سرعت بالا یا دمای عملیاتی بالاتر. روغن از طریق سیستمهای تزریق یا غوطهوری (Splash Lubrication) به یاتاقان میرسد. در پمپهای پیشرفته پمپیران، از سیستمهای خنککننده روغن (Oil Coolers) استفاده میشود تا دمای یاتاقان همواره زیر محدوده بحرانی حفظ شود.
روانکاری با گریس (Grease Lubrication): سادهتر، ارزانتر و مناسب برای پمپهایی که دسترسی به آنها دشوار است. با این حال، گریس در دماهای بالا خاصیت خود را از دست میدهد و ممکن است به درستی به تمام سطوح نرسد. پر کردن بیش از حد گریس نیز میتواند باعث افزایش دما و آسیب شود.
۳. اثر کاویتاسیون بر یاتاقانها
کاویتاسیون (تشکیل و فروپاشی حبابهای بخار در سیال) نه تنها راندمان پروانه را کاهش میدهد، بلکه باعث ایجاد ارتعاشات غیرمنتظره و شدید در شافت میشود. این ارتعاشات، بارهای ضربهای غیرقابل پیشبینی به یاتاقانها وارد میکنند که منجر به آسیب زودرس به غلتکها (Pitting) یا تخریب لایه روغن در یاتاقانهای لغزشی میشود. نظارت مستمر بر سطح لرزش (Vibration Monitoring) برای پمپهای سانتریفیوژ، یک اقدام پیشگیرانه برای حفظ یاتاقانها است.
