یاتاقان پمپ

پمپ ها برای تامین نیروی دورانی برای انتقال انرژی به سیال نیاز به بخشی دارند که به پمپ اجازه دوران شفت با کمترین میزان اصطحکاک و حفظ و نگهداری اجازی در حال چرخش را بدهد. بخشی که این قابلیت را برای انواع پمپ به جز پمپ پیستونی فراهم می آورد یاتاقان پمپ است. در واقع یاتاقان پمپ برای نگهداری شفت و متعلقات آن در جای خود به کار می رود و همانطور که اشاره شد از یاتاقان برای کاهش اصطحکاک صحیح شفت و محفظه در برگیرنده شفت استفاده می گردد. وظیفه اصلی یاتاقان البته نگهداری راستای صحیح شفت و تحمل بارهای شعاعی و محوری اعمالی از طرف شفت می باشد و در انواع پمپ شناور، یاتاقان پمپ شناور به شفت اجازه می دهد که در یک تراز صحیح با قطعات ثابت پمپ قرار گیرد. در پمپ های مکش از ته، پمپ دارای شفتی است که از یک طرف گیردار است و پروانه پمپ در امتداد شفت نصب می گردد.

همچنین در پمپ مکش از ته دو یاتاقان داخل محفظه یاتاقان پمپ قرار گرفته و به ترتیب یاتاقان داخلی و یاتاقان خارجی بسته به نزدیکی و دورتر بودن از پوسته نامیده می شوند. داخل محفظه یاتاقان تا حد ممکن از گریس و یا روغن پر می شود تا یاتاقان روانکاری شود و نوع این روانکاری بستگی به سازنده پمپ دارد. یاتاقان پمپ بسته به نوع تماس سطحی می تواند به دو دسته تقسیم بندی شود.

• یاتاقان غلتشی یا یاتاقان ضد اصطحکاک
• یاتاقان لغزشی یا یاتاقان اصطحکاکی

لازم به ذکر است که نیروی های وارده به یاتاقان می توانند در شکل ها و انواع مختلف بروز نمایند، انواع منابعی که برای نیروی های وارده به یاتاقان وارد می شود شامل، افزایش نیروها و گشتاور وارده از طرف لوله ها، نیرویهای وارده از طرف فوندانسیون که خود در برگیرنده سست بودن پایه ها، نشستهای متفاوت در قسمت های مختلف پایه پمپ می شود، گرفتگی یا انسداد پروانه، عدم همراساتایی، عدم بالانس، سایش، لقی های نامناسب در مونتاژ، انبساط حرارتی اجزا پمپ که منجر به خنک سازی به صورت نامناسب و البته بالا بودن دمای کار پمپ می شوند و در نهایت نیروهای شعاعی که از طریق پوسته حلزون و شرایط خارج از نقطه طراحی پمپ مربوطه به یاتاقان ها وارد می شود، می گردد.

کارکرد یاتاقانهای پمپ

همانطور که پیشتر درباره یاتاقان انواع پمپ توضیح داده ایم، این جزء از پمپ نقش تکیه گاهی را برای اجزای دوار پمپ فراهم نموده است و یاتاقان پمپ می بایست نیروی شعاعی و محوری را تحمل نماید. از طرفی می دانیم فشار وارده بر فیلم روغن در یاتاقان های هیدرودینامیک و یا تکیه گاه در یاتاقت های ضد اصطحکاکی بر حسب پاسکال بوده و از تقسیم مجموع نیروهای استاتیکی و دینامیک وارد بر یاتاقان بر حسب واحد نیرو بر مساحت یاتاقان بر حسب متر مربع به دست می آید.
در بسیاری از موارد یک تغییر کوچک در نیروهای وارد بر یاتاقان می تواند منجر به خراب شدن ناگهانی یاتاقانی که چندین سال کار کرده است شود که ناشی از تغییر ناگهانی در مشخصه های عملکردی گفته شده می باشد. آنچه می تواند این بارهای وارده به یاتاقان را افزایش دهد جلوتر گفته شده است.

انواع یاتاقان پمپ گریز از مرکز

در پمپ های گریز از مرکز می توان از سه نوع یاتاقان استفاده نمود که شامل یاتاقان ضد اصطحکاکی، یاتاقان هیدرودینامیک روانکاری شده با فیلم روغن، یاتاقان هیدرودینامیک روانکاری تحت فشار است. البته ذکر این نکته ضروری است که انواع پمپ گریز از مرکز به کار رفته در فرآیندهای صنعتی به طور معمول به یاتاقان هایی مجهز می شوند که با توجه نوع پمپ و کاربرد آن انتخاب می شود.

انواع یاتاقان در پمپ چیست؟

به طور کلی می توان بر اساس نوع پمپ به کار گرفته شده توسط مصرف کنندگان نوع یاتاقان را تعیین نمود. این پمپ ها شامل پمپ های عمودی چند مرحله ای، پمپ های با فشار، توان و سرعت بالا، پمپ های با فشار کم یا متوسط و پمپ های زمینی می گردد.

یاتاقان های ضد اصطحکاکی یا غلتشی

در یاتاقان های غلتشی می بایست به این نکته اشاره نماییم که سطوح داخلی یاتاقان و سطوح خارجی شفت بر روی هم حرکت می نمایند و لغزشی بین آنها وجود ندارد. اجزایی که به عنوان اجزای غلتشی در یاتاقان به حساب می آیند به طور معمول شامل ساچمه های گرد، میله های مخروطی، بشکه ای یا سوزنی می شوند. در واقع یاتاقان شامل یک حلقه داخلی، حلقه خارجی، نگهدارنده و ساچمه می گردد. رینگهای یاتاقان هر یک در بخش مخصوص خود قرار می گیرند، رینگ داخلی بر روی شفت و رینگ خارجی بر روی بدنه محکم می شوند. به عبارت دقیق تر با قرار گیری صحیح یاتاقان، با گردش شفت ساچمه ها بر روی رینگ داخلی غلتش می نمایند. بر اساس نوع باری که یاتاقان ها تحمل می نمایند می توان یاتاقان ها غلتشی را به دو دسته یاتاقان های شعاعی و یاتاقان های محوری تقسیم بندی کرد.

• یاتاقان شعاعی: یاتاقانی که موقعیت شفت را در جهت شعاعی حفظ می نماید.
• یاتاقان محوری: موقعیت شفت در جهت محوری حفظ می گردد. معمولا از یاتاقان محوری با نام یاتاقان تراست یا یاتاقان کف گرد نیز یاد می شود.

البته برخی از انواع یاتاقان ها نیز وجود دارند که نه تنها قابلیت تحمل نیروهای شعاعی را دارند بلکه قادر هستند نیروهای محوری را نیز تحمل نمایند. این گونه از یاتاقان ها از نوع شعاعی-محوری هستند. بلبرینگ یکی از انواع رایج یاتاقان های ضد اصطحکاکی است که برای تحمل بار ناشی از نیروهای محوری و شعاعی با هم به کار برده می شود. بلبرینگ ها در پمپ های گریز از مرکز به کار برده می شوند و با توجه به نوع طراحی بلبرینگ ها کاربردهای آنها و البته مزایای منحصر به فرد آنها متفاوت است. در واقع انواع بلبرینگ شامل یک ردیفه شیار عمیق، یک ردیفه تماس زاویه ای، دو ردیفه-یک ردیفه پشت به پشت هم می شود. از بلبرینگ یک ردیفه شیار عمیق که قابلیت تحمل نیروی محوری در دو جهت را دارد برای به کار گیری در بارهای شعاعی بالا استفاده می شود. از یک ردیفه تماس زاویه ای که دارای قابلیت تحمل بیشتر نیروهای شعاعی نسبت به یاتاقان شیار عمیق می باشد و تحمل نیروی محوری در یک جهت بیشتر است. دو ردیفه-یک ردیفه پشت به پشت هم نیز ظرفیتی در تحمل بارهای سنگین شعاعی، ترکیب نیروهای شعاعی و محوری و نیروی محوری معکوس دارد.

یاتاقان هیدرودینامیکی یا اصطحکاکی

یاتاقان هیدرودینامیکی وظیفه دارد شرایطی را فراهم آورد یک فیلمی نازک از روغن با ضخامتی کمتر از یک هزارم اینچ در دور روتور قرار گیرد. انواع مختلفی برای یاتاقان هیدرودینامیکی وجود دارد و شامل یاتاقان لقمه ای، سطوح تماس چندگانه، پوسته افقی انحنا دار و آستینی می گردد.

یاتاقان آستینی

از یاتاقان های آستینی به عنوان یاتاقانهای شعاعی در پمپ های گریز از مرکز استفاده می گردد و روانکاری در این یاتاقان ها معمولا توسط سیستمی با فشار خارجی انجام می شود. البته در برخی مواقع می توان از حلقه روغن نیز در روانکاری یاتاقان عای آستینی و در سرعت های پایین استفاده نمود. آستین روی ژورنال که بخشی از شفت است و در داخل محفظه یاتاقان پمپ قرار می گیرد سوار می شود و دارای شکل استوانه ای است و به صورت یک تکه یا چند تکه ساخته می شود.

یاتاقان های لقمه ای

در صورتی که پمپ گریز از مرکز دارای سرعت و توان بالا باشد و پایداری روتور از اهمیت برخوردار باشد به طور معمول از یاتاقان لقمه ای استفاده می شود که در این یاتاقان ها همواره از روغن تحت فشار برای روانکاری بهره برده می شود.

یاتاقان های چند قطعه ای

به طور کلی از یاتاقان های چند قطعه ای به صورت محدود در پمپ گریز از مرکز استفاده می گردد، اما در واقع در پمپ هایی که دارای سرعت دورانی بالا هستند و نیاز است پمپ به دمپینگ و سفتی بالا برسید، از یاتاقان چند قطعه ای بهره برده می شود.

سوالات متداول پیرامون یاتاقان پمپ

1. چرا یاتاقان پمپ خراب می شود؟ اکثر یاتاقان های پمپ به دلیل اضافه بار استاتیکی، اصطحکاک، پوسیدگی، فرسایش، روانکاری نامناسب، آلودگی و یا دمای بیشتر از حد هنگام کار تخریب می شوند. آلودگی ناشی از ذرات و البته خرابی ناشی از پوسیدگی 52 درصد از خرابی های یاتاقان را در برمیگیرد.
2. محل قرار گیری محفظه یاتاقان پمپ کجاست؟ در پمپ های مکش از ته، پمپ دارای شفتی است که از یک طرف گیردار است و پروانه پمپ در امتداد شفت نصب می گردد. همچنین در پمپ مکش از ته دو یاتاقان داخل محفظه یاتاقان پمپ قرار می گیرد.
3. چه نوع یاتاقانی در پمپ آب استفاده می شود؟ به طور کلی از یاتاقان های دو ردیفه یا یک ردیفه پشت به پشت هم استفاده می شود که قادر هستند بارهای سنگین شعاعی، ترکیب نیروهای شعاعی و محوری و البته نیروی محوری معکوس را تحمل نمایند.
4. یاتاقان پمپ تا چه مدت زمان دوام می آورد؟ به طور کلی از یاتاقان ها در انواع پمپ می توان به صورت تقریبی تا مدت زمان 8 تا 12 سال بهره برد البته این زمانی است که از پمپ و یاتاقان ها به درستی مراقبت شود و حفاظت لازم برای پیشگیری از خرابی پمپ و اجزای آن صورت پذیرد.
5. آیا می توان یاتاقان پمپ را تعویض کرد؟ خیر، یاتاقان پمپ نمی تواند توسط مهندسین مکانیک و یا متخصصین تعویض گردد. لازم به ذکر است که تنها سازندگان پمپ قادرند به بخش هایی که در داخل پمپ وجود دارد دسترسی یابند و البته لوازم کاربردی برای تعویض یاتاقان نیز به راحتی در دسترس نیست.