В оригинальном двигателе использовались радиальные цилиндрические роликоподшипники типа NU, обеспечивающие осевое перемещение двигателя. Внутреннее кольцо подшипника имеет фиксирующие борта с обеих сторон, в то время как наружное кольцо не имеет бортов, что обеспечивает двунаправленное смещение вала относительно подшипника и компенсирует удлинение, вызванное тепловым расширением. Кроме того, зазор подшипника относительно больше, чем у радиальных шарикоподшипников, но нагрузка распределяется линейно, что лучше, чем сосредоточенная нагрузка радиальных шарикоподшипников.

1. Ненормальный шум в подшипниках двигателя

Электродвигатель насоса питательной воды высокого давления (6 кВ) (модель YKK400-2, 450 кВт, 2975 об/мин) имел на конце вала радиальный цилиндрический роликовый подшипник (NU3E222) и на конце вала радиальный шариковый подшипник (6222). Во время работы конец вала издавал резкий, пронзительный шум, непохожий на электромагнитный шум или шум сухого трения, возникающий из-за недостаточной смазки. Шум длился около 2 минут, после чего следовала двухминутная пауза. Виброанализатор (ВА-80А) зафиксировал амплитуду вибрации подшипника 0,021 мм. Во время аномального шума скорость вибрации достигала 53,6 м/с, иногда даже 97 м/с, что значительно превышало стандартное значение 28 м/с, при этом ток значительно колебался.

Поскольку конец вала имел посадку с зазором, регулировка осевого положения подшипника оказалась невозможной. В ходе осмотра были обнаружены неравномерные следы износа на внутренней крышке масляного уплотнения, а также повреждение двух цилиндрических роликов подшипника. Измерения подшипника, торцевой крышки и крышек внутреннего и внешнего масляного уплотнения, а также расчёты показали, что допустимый зазор подшипника составляет 0,7 мм. Однако при температуре подшипника 100 °C значение теплового расширения составило около 0,9 мм, что не соответствует нормальным эксплуатационным требованиям. После многократной замены цилиндрического роликового подшипника шум не только сохранялся, но и периодичность ненормального звука увеличилась до 4 минут.

2. Анализ и устранение неисправностей

Анализ на основе характеристик подшипника: Оригинальный радиальный цилиндрический роликоподшипник типа NU допускал небольшое осевое перемещение вала двигателя. Внутреннее кольцо имело удерживающие борта с обеих сторон, в то время как наружное кольцо не имело их, что допускало двунаправленное смещение для компенсации удлинения вала от теплового расширения. Кроме того, зазор подшипника был относительно больше, чем у радиальных шарикоподшипников, но нагрузка распределялась линейно, что лучше, чем сосредоточенная нагрузка шарикоподшипников. Траектория движения подшипника была не круговой, а эллиптической из-за зазора между роликами (или шариками) и дорожкой качения. При высокоскоростной работе зазор приводил к смещению точки приложения нагрузки, превращая траекторию движения в параболическую кривую.