Конические двухрядные подшипники стороны нагнетания винтовых компрессоров

В высокопроизводительных чиллерах и мультизональных VRF-системах для сжатия хладагента применяются винтовые компрессоры. Специфика работы винтового профиля заключается в том, что в процессе нагнетания газа на роторы действуют выталкивающие усилия, направленные вдоль оси вращения. Для восприятия этих осевых нагрузок совместно с радиальными силами в упорно-опорных узлах нагнетательной стороны применяются конические двухрядные роликоподшипники.

Узел способен воспринимать высокие двунаправленные осевые и радиальные нагрузки при компактных габаритах. Двухрядная конструкция обеспечивает необходимую осевую жесткость роторов, снижая риск касания профилей винтов о торцевые стенки камеры сжатия при максимальной производительности компрессора.

Конструктивная специфика и профиль нагрузок

В отличие от однорядных аналогов, двухрядный подшипник представляет собой блок, в котором два ряда роликов расположены вершинами конусов навстречу друг другу или в разные стороны. Это формирует эксплуатационные характеристики узла:

Варианты разрушений упорно-опорных узлов

Работая на стороне нагнетания винтового компрессора, двухрядные роликоподшипники подвергаются интенсивным нагрузкам. Их ресурс зависит от стабильности термодинамического цикла:

• Разжижение смазки (влажный ход). При недостаточном перегреве жидкий фреон попадает в камеру сжатия и вымывает масло из подшипниковых узлов. Несущая масляная пленка истончается, узел переходит в режим граничного трения. Диагностика: рост температуры нагнетания, падение дифференциального давления масла, появление стальной пыли в масляном фильтре тонкой очистки.
• Усталостное выкрашивание (питтинг). Работа системы при высоких давлениях конденсации вызывает рост осевой силы, превосходящей расчетную грузоподъемность узла. Это приводит к образованию микротрещин под дорожками качения. Диагностика: низкочастотный гул, усиление вибрации на корпусе агрегата, быстрое потемнение компрессорного масла.
• Абразивный износ. Окалины после пайки медных труб или продукты температурного распада смазки попадают в подшипник, вызывая образование задиров на конических роликах. Диагностика: появление скрежещущих звуков, увеличение осевого люфта роторов, снижение общей холодопроизводительности агрегата.

Таким образом, надежность двухрядных роликоподшипников в винтовых компрессорах напрямую зависит от качества смазывания и чистоты фреонового контура. Контроль перегрева всасываемых паров, поддержание номинальной вязкости синтетического масла и своевременная замена фильтрующих элементов помогают защитить упорно-опорные узлы от преждевременного износа и сохранить производительность холодильной машины.

Вопрос-ответ

Почему на стороне нагнетания винтового компрессора не используют упорные шарикоподшипники?

Упорные шарикоподшипники способны воспринимать только осевую нагрузку и обладают меньшей грузоподъемностью из-за точечного контакта. Конические двухрядные ролики воспринимают комбинированные (осевые и радиальные) нагрузки за счет линейного контакта. Это позволяет узлу выдерживать высокое давление при сохранении компактных размеров картера компрессора.

Допускается ли замена одного поврежденного ряда роликов в двухрядном подшипнике?

Нет, двухрядные подшипники поставляются и заменяются в сборе. Кольца и ролики подбираются на заводе с высокой точностью для обеспечения заданного теплового преднатяга через дистанционное кольцо. Частичная замена приводит к неправильному распределению нагрузки и ускоренному износу узла.

Влияет ли износ этих подшипников на производительность чиллера?

Да, влияет напрямую. При износе роликов и дорожек качения увеличивается осевой люфт роторов. Это приводит к росту внутренних перетечек сжимаемого газа между витками роторов и торцевой стенкой камеры нагнетания, что снижает объемную производительность компрессора.

Технико-коммерческий инженер ГК Индатэк Смирнов А. В.