離心泵軸承潤滑方式的改造

韓麗杰

(山東華宇工學(xué)院，山東 德州 253034)

0 引言

離心泵軸承的密封及潤滑水平是決定離心泵使用壽命的關(guān)鍵之一。良好的潤滑效果能夠有效減少軸承的摩擦損耗，同時(shí)有降噪、除銹作用。要想保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，降低設(shè)備能耗，就必須做好軸承的潤滑[1]。離心泵有單極和多級(jí)之分，單極離心泵僅需要對一端進(jìn)行潤滑，多級(jí)需要對兩端都進(jìn)行潤滑。多級(jí)離心泵常用于煉油和化工廠，它的壓頭高，流量大，效率一般較高，某些工況下，不能用正位移泵代替。由于該泵兩端都采用滾動(dòng)軸承，對潤滑要求較高。例如常見的20SH-13A離心泵，轉(zhuǎn)速一般在900 r/min左右，該泵軸承為 6314/C3。軸承失效或損壞的主要現(xiàn)象有：安裝不當(dāng)導(dǎo)致軸承損壞，保持架和鋼球表面出現(xiàn)凹痕，疲勞剝落，外圈周向破裂等。這些軸承損壞的根本原因是潤滑不當(dāng)。例如某廠用戶就因?yàn)橥獠课驼緷櫥到y(tǒng)斷電而導(dǎo)致軸承損壞，更導(dǎo)致泵的轉(zhuǎn)子部件全部磨損。泵軸承潤滑可以避免此類情況發(fā)生，同時(shí)提高泵的可靠性[2]。

1 軸承潤滑結(jié)構(gòu)

離心泵軸承結(jié)構(gòu)一般由滾動(dòng)和滑動(dòng)軸承組成。滾動(dòng)軸承承受軸向力，而滑動(dòng)軸承承受徑向力。分別由不同的甩油環(huán)進(jìn)行潤滑，如果裝有外部稀油站時(shí)，則無甩油環(huán)結(jié)構(gòu)(如圖1所示)。

圖1 軸承組件Fig.1 Bearing assembly

此外，還有軸承壓蓋。泵在快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，潤滑油會(huì)飛濺到槽內(nèi)，當(dāng)飛濺入槽內(nèi)時(shí)，潤滑油便通過回油孔流入軸承內(nèi)部，循環(huán)使用，軸承壓蓋和回油孔阻止了潤滑油的滲漏[3]。所以，要將軸承和壓蓋間隙進(jìn)行仔細(xì)檢查和清理，包括回油孔的清理，避免油泥堵塞，潤滑油不能起到潤滑作用。軸承箱和壓蓋如圖2所示。

圖2 軸承外部結(jié)構(gòu)Fig.2 Bearing external structure

2 軸承運(yùn)轉(zhuǎn)故障及分析

2.1 甩油環(huán)故障

泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由甩油環(huán)向滾動(dòng)軸和滑動(dòng)軸承提供潤滑作用。甩油環(huán)作用時(shí)，遠(yuǎn)離滾動(dòng)軸承將造成潤滑效果變差，壽命降低，時(shí)間過長后，軸承將會(huì)損壞。

甩油環(huán)位置如圖3所示。

1.甩油環(huán)A 2.滾動(dòng)軸承 3.軸承內(nèi)套 4.軸承外套 5.滑動(dòng)軸承 6.軸承體 7.迷宮式油封 8.軸 9.甩油環(huán)B 圖3 軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)Fig.3 Bearing internal structure

2.2 潤滑油漏油

位于軸承箱頂部的透氣帽被油泥或污泥堵塞極容易造成漏油。軸承長期運(yùn)轉(zhuǎn)后，有一部分潤滑油被汽化，造成油氣無法排出，內(nèi)部壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外部氣壓。將油氣或潤滑油從內(nèi)部壓出，主要是從壓蓋和軸承的密封處壓出，導(dǎo)致了軸承內(nèi)潤滑油缺少，損壞軸承。工作環(huán)境不干凈、油氣和污泥混合等都容易堵塞透氣帽，所以需要經(jīng)常清理透氣帽內(nèi)固體。另外，由于環(huán)境中污泥及雜質(zhì)過多、潤滑油碳化等，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致回油孔堵塞?；赜涂锥氯彩窃斐陕┯偷闹饕?。

2.3 軸承溫度過高

導(dǎo)致軸承溫度過高的主要原因是多方面的，如軸承軸向力過大、泵的平衡孔堵塞、長時(shí)間不換油、軸承銹蝕嚴(yán)重、軸承外圈與軸承孔配合過緊、泵軸彎曲導(dǎo)致的不同心、油圈損壞和油路不通。當(dāng)軸承溫度過高時(shí)，極易導(dǎo)致軸承內(nèi)潤滑油汽化或者碳化，進(jìn)一步導(dǎo)致軸承阻力增加，溫度上升，產(chǎn)生惡性循環(huán)。

3 軸承潤滑結(jié)構(gòu)改造

3.1 軸承潤滑改造

將軸承箱潤滑油出口位置設(shè)在下軸承箱出油口位置，這樣設(shè)計(jì)有利于甩油環(huán)發(fā)揮潤滑油的作用。外部的稀油站強(qiáng)制潤滑油可以沿兩條管路進(jìn)入軸承箱。可以設(shè)計(jì)一條流經(jīng)軸承內(nèi)外隔套，分別潤滑兩個(gè)滾動(dòng)軸承以后，再由出口流出。另外一條流經(jīng)上軸瓦，到下軸瓦產(chǎn)生油膜，潤滑滑動(dòng)軸承后，再由油槽口流路流至油路出口。當(dāng)故障時(shí)，外部稀油站潤滑系統(tǒng)無法運(yùn)行，甩油環(huán)也可以提供潤滑油給軸承，力求避免軸承因外部故障而導(dǎo)致軸承無法運(yùn)行。

3.2 漏油改進(jìn)方案

能夠保證軸承充分潤滑時(shí)，適當(dāng)?shù)南鞯舨糠直?。盡量降低恒位油杯控制的油位。采購時(shí)保證油杯標(biāo)準(zhǔn)和加工規(guī)范，避免漏油和缺油造成的故障。規(guī)范檢修維修流程。先取下油杯，再將透氣帽擰下。從軸承箱上部加油孔處加油，當(dāng)杯座底部油潤滑時(shí)，立即停止加油。當(dāng)正常運(yùn)行時(shí)，油杯補(bǔ)滿即可。生產(chǎn)中禁止從加油孔補(bǔ)油。正常運(yùn)行時(shí)，定期檢修。檢修解體后，清洗軸承壓蓋槽和回油孔空洞的油泥，避免回油不暢，油溫過高。注意清理油箱上部透氣帽，使泵正常運(yùn)行時(shí)透氣帽排出，油氣暢通。

3.3 單層骨架油封取代毛氈密封

原軸承密封通常采用毛氈密封，泄露較為嚴(yán)重，地面甚至有較厚的油污。將軸承箱內(nèi)外蓋進(jìn)行加工，車出一個(gè)適合放置骨架油封的圓孔。取掉毛氈后，將骨架油封輕輕錘入，正確安裝后，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，保證了泵房內(nèi)清潔衛(wèi)生，杜絕了軸承的損壞，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)較為完好。進(jìn)一步可以改造成雙層骨架密封。

4 改造成效

改造完成后，新結(jié)構(gòu)軸承潤滑效果較好，運(yùn)行穩(wěn)定。當(dāng)外部稀油站系統(tǒng)故障時(shí)，短期內(nèi)軸承仍能由甩油環(huán)提供潤滑油，不至于軸承崩壞。改造后震動(dòng)位移極小，檢修費(fèi)用大大降低，耗油降低。其中，骨架密封壽命達(dá)到7個(gè)月，每臺(tái)泵可降低150元/a。同時(shí)，工作環(huán)境改善，有著明顯的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和環(huán)境效益。