Axialschub an Kreiselpumpen bestimmen
Verlässliche Messung mit dem Originallagerträger
Axialschub und seine Auswirkung auf den Verschleiß
Die Zuverlässigkeit von Zentrifugalpumpen hängt entscheidend vom Verschleiß der Festlagerung ab. Insbesondere die axiale Belastung der Festlagerung durch den hydraulisch erzeugten Axialschub bestimmt die Lebensdauer der Lagerung. Mit unserer patentierten Axialschubmessung können Sie im Betrieb der Pumpe die Axialkräfte bestimmen. Sie können Serviceintervalle planen und optimieren und den Betriebspunkt der Pumpe so einstellen, das diese eine möglichst lange Laufzeit bis zur nächsten notwendigen Reparatur hat.
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Als Axialschub wird die resultierende axiale Kraft bezeichnet, die hauptsächlich durch den Druckunterschied am Laufrad entsteht und über die Welle auf die Festlager abgestützt wird. Der Restaxialschub ist ein Qualitätsmerkmal von Pumpen und wird insbesondere bei mehrstufigen Kreiselpumpen beim „factory acceptance test“ kontrolliert. Der Restaxialschub bestimmt maßgeblich die Lagerlebensdauer. Veränderungen im Axialschub während des Betriebes weisen auf einen veränderten Betriebspunkt hin.
Aufnahme des Axialschubs durch Festlagerung
Kreiselpumpen oder Zentrifugalpumpen nutzen die Fliehkraft, um Flüssigkeit zu fördern. Diese Pumpen haben ein oder mehrere Laufräder (lila), ein Lager für die radiale Stützung (grün) und ein Schrägkugellager (orange), um die axialen Kräfte vom Laufrad aufzunehmen. Das vordere Lager (grün), welches nur Radialkräfte aufnimmt, ist in der Regel als Zylinderrollenlager, Rillenkugellager (Loslager) oder als Gleitlager ausgeführt.
Der Axialschub wird von der hinteren Lageranordnung (Festlager in orange) aufgenommen. Die Festlagerung wird entweder als Rillenkugellager, als doppelreihiges Schrägkugellager oder als zwei Schrägkugellager in O- bzw. X-Anordnung ausgeführt. Schrägkugellager, um die hohen Kräfte aufzunehmen, die im Prozess entstehen können. Doppelreihig, weil es auch zu einer axialen Schubumkehr kommen kann.
Zentrifugalpumpe im Schnitt; lila: Laufrad; grün: Zylinderrollenlager; orange: doppelreihiges Schrägkugellager
Axialschubausgleich und Restaxialschub
Der Axialschub kann durch ein back-to-back Design der Laufräder bei mehrstufigen Pumpen reduziert werden. Dabei sind die Laufräder zum Saugstutzen symmetrisch verteilt, so dass die Hälfte der Laufräder den Schub in die eine Richtung erzeugt und die andere Hälfte in die Gegenrichtung. Bei einstufigen Pumpen wird der Axialschub entweder durch Ausgleichsbohrungen im Laufrad oder Rückenschaufeln verringert, so dass ein guter Kompromiss zwischen hydraulischen Wirkungsgrad und Lagerlebensdauer erreicht wird.
Lösung zur Bestimmung des Axialschubs mit BestSens
Wir nutzen die exakte Kenntnis der Lagergeometrie und unserer BestSens SAW Technologie, um den Einfluss des Axialschubes auf die Lagerkinematik zu ermitteln.
Dadurch können Sie den Axialschub ihrer Hydraulik mit dem Originallagerträger vermessen. Dazu werden die BeMoS L8 Sensoren über Klemmverschraubungen im Lagerträger montiert und an dem BeMoS one Controller angeschlossen. Mit unserer Axialschub-Kalibriervorrichtung kalibrieren wir Ihr Lagerträgerdesign für einen bestimmten Kraft- und Drehzahlbereich. Anschließend können Sie Ihre Hydraulik vermessen. Die Messung des Axialschubs mit der BestSens Technologie funktioniert sowohl bei Kreiselpumpen, als auch Verdrängerpumpen, bei denen als Festlager Schrägkugellager oder Rillenkugellager zum Einsatz kommen.
Durchgeführte Beispielkalibrierung
| Applikation | Lagertyp | Messbereich | σ / Auflösung |
|---|---|---|---|
| Pumpe | CSC 6312 | 0-10 kN | 105 N |
| Turbine | SKF 6011 | 0-4 kN | 75 N |
| Pumpe | FAG 3607 | 0-2 kN | 44 N |
Bild: Motor und Lagerträger einer Pumpe mit angeflanschtem Kalibriermodul auf Grundplatte zur Kalibrierung bei BestSens
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AXIALSCHUBMESSUNG
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Flyer: Axial thrust | measurement and calibration
