试论提高流程泵滚动轴承的使用寿命.pdf

石油化工设备技术 试论提高流程泵滚动轴承的使用寿命 魂 陌水泵研 究所 牵 必样 本文对 象的轴承 体设 计 滚 动轴承 的选择 嘎度安 装 使 用 维护诸 方 面收 集和 总结 了国 内外 大量 的实践 资料 井 对如 何提 高轴承 的使 用寿命方 面 指 出了若干连 径 对 我国观 行 泵转 予的 支承 部分重新 设计 或改遣将 具有 实用意 叉 一 概述 滚 动 轴承 在泵行 业 中 特别 是 在 流 程 象 中更显示出它的重要性 因为它直接影响 产品 的可靠性 和寿命 选 择滚 动 轴承时要 考 虑许 多 因素 其 中最主要 的是 负荷 包括 轴 向力和径 向力 和轴径的圆周速度 率塞 仅 就 为提高石 油化工 流程 泵所 涉及 到 的滚 动轴 问题 谈几点意见 一 一 一一 二 滚 动轴承选型 在 流程泵设 计选 择滚动 轴承时 以前往 往将轴承寿命定为5 0 0 0 b 时 这是远远不能 满 足使 用要求 的 按 照AP I 6 1 o 标准 的规 定 在泵额定工 况下 轴承 的Ll o 寿 命壤低 应 为 2 5 0 0 0 d 时 但在额定转速和最大轴向 和 径 向负荷下不 少于 1 6 0 0 0 4 时 由于 结构 尺 寸问题 轻型滚动轴承不能满 足要求时 可 以选择 中型 的或重型 的 因为 中型 的 比轻 型 能 承 受的裁萄 大 3 0一 叻 而重 型 的 叉 比 中型能 承 受的载 荷大9 0 3 0 畅 对 于 止 推滚动轴承的选择 除上述要求外 遂匣选 甩 可以成对安装的单刑 向心推 力 球 轴 承 即 2 6 6 3 0 0 型 接触 角4 0 背对 背 安装 两 端 面磨平 而且最好是具有金属保持架 我国 y型油泵使用的止推球轴承 是 3 6 3 0 0型 接 触角I 2 或是4 6 3 0 0 型 接触 角 2 6 不适台于戚对安装使用的要求 把这种轴承 成对使用 其使用寿命当然不能满 意 Y蔼 油泵 甩的 止摧 球轴 承 据 国内烁 广及石油化 工行业反映 使用寿命一般在八个月到一年 时 间 轴承 已成 为 泵 的 易 损 件 建 议 用 2 6 6 3 0 0 型 滚动 轴承 完全取 代4 6 3 0 0 型或 3 6 3 0 0 型轴承 其寿命将提高1 5 3 0 畅 从而提高 泵 的使 用 寿命 三 轴承安装 滚动轴承安装时 应预先故在辅承加热 器 上加热 8 O 一9 5 而 后将它 装莅轴 上 严禁用 热油加 温 因为热油 温度不 易控 制 另外 如果 热浊不清 诸时 易污染轴 幂 为保 持轴承的洁净 在轴承装配过程中不得轻易 潦任何油脂 轴承装在轴承体上后 与轴承 压盖 之间要预 留轴 向阅隙 此间 隙 如 果 太 小 将 由于轴 承运行 温度 升高而膨 胀 以致卡 住 间隙如果太大 在泵轴向力交变时容易 造成撞击 而疲 劳破 坏 因此两者 均影响轴承 寿命 本文 建议 轴 向阅 隙 0 1 2 一o 2 0 ram为 宜 四 轴承体设计 我国泵行 业现 甩的稀油澜 滑的轴承休 仍 然普遍存在不足的地方 腺应加大回油沟槽 外 在与 回油沟槽 相对应 的轴承体上 部还需 钻 出 同样大小 的孔 以便 油气的排 出 见 图 同时 在轴承压盖下方与轴 或防尘盘 李必 事工 程师 1 9 6 5 卓毕业 于华中工学院水力机械 幸业 现在 沈阳水泵研究所从事石油化工用泵的 设计和研究工作 维普资讯 第1 0 卷第 1 期 石油化工设备技 术 2 7 配 合之处 同样要 钻 出或 铣 出回油淘槽 但 与外面 不能 连通 见 图2 国外 的一些 泵 厂 如 日本 荏 原 美 国宾含 姆和英格 索 兰等 均如 此 这 样 可 以防止 由轴径缝 隙处漏 油 还 能 使油的循环加快 进而提高了润滑和冷却效 果 沈泵厂煤矿用3 0 0 S 2 5 0 型离心泵 已 采 用 了此种结构 我国 目前生产的Y型油泵的 轴 承体可 以借鉴 此 技术加 以改造 其 它泵 的稀 浊润滑轴承体 包括滑动轴承 也可参照 f 用 目 轴 图 2 为了使 滚 动轴承得 到足够 的润 滑 这里 推荐 一种 轴承体存 油结 构 见 图3 在 油 飞 溅 的过程和存油台阶 最高不得超过轴承下 部滚 珠的 中心 的存 油量下 可 以保 持一定 的油 来润滑滚 珠 止推 滚 动轴艰 的限位 台 阶 按轴承样本推荐值设计 这种结构对于悬臂 泵的轴 承体 上分 别装 有两 组大小不 同直径 的 滚动轴承特别需要 因为小直径轴承处离油 面较高 滚珠不能直接浸没在油内 此结构 弥补了润滑量的不足 图 3 五 润滑 油选择 滚 动轴承的寿 命在很 大程 度上取 决 于润 滑油 的油量 其润 滑 方式 有 千油 稀 油和 油 雾多种 而 稀油 润滑又分 甩油环 甩油盘 浸没式等 甩油盘随轴一起旋转 过劣 的激 起 油池的 油 使 油 量过大 反而润 精不 良 从而使 轴承发热 同时 油受到长时间的搅 拌 一则 温度升高 二则 容易使 油 茄 离 变 质 浸没 式润 滑 对 卧式泵来 说 油面 不应 奇子 轴承 下 部滚 珠 的l z I 高 这 种润滑 油 量较小且 不均 匀 而甩 油环润 滑只 要 油环 大小 及 形状 设计得 当 安装 位 置合适 就 可 将油从 油 池带起 飞溅到 轴承上 实 践证 明 油 量是 适当 的 美 国B J 公 司的卧式 泵 的 轴承都 是稀 油润滑 除强 制润滑外 不论 是 滚动 轴承 还是滑 动轴承全 部采用甩 油环取 代 甩 油盘润 滑 本文 亦推荐 甩油环润 滑 不 管 采用 哪 种方式 润滑 油面 的高低 都 要 严格 控 制在一定 范 围内 国内不 少使用单 位 的泵维 护人员往 往认为 油位 高 比低 好 于 是拼 命地 加油 油 多轴承 易发 热 越发热 越 加 油 造成 恶性循 环 从而使 轴 承 寿 命 降 低 另外 国内 的一些油标只 有一 条 红色 油 位指 示线 油 标应 有 三条刻度 其 中包括 最 高油 位和最低 油位 指 示线 避 免发 生过高 或 过低 的油面 润滑油的质量是影响轴承寿命的关键所 在 油质 不 干净 会使 轴承很快 损坏 而 油 里含有 水分 更 应引超 人们的高度 重视 美 维普资讯 石油化工设备技术 1 9 8 9 正 国 切斯特顿 泵公 司认为发 生故障 的泵 中 轴 承 和密封 出 问题约占8 0 9 9 并特别指 l出 水分是 润滑 中 的大敌 美国援 辛顿 泵公 司 的试验结 果表 明 油 中含 0 0 0 2 的 水 轴承寿命下降4 8 若含有0 0 6 和的承 寿 命下 降8 3 嘶 根 据 上海水 泵 网讯 故 泵 在 空气 湿度大 的现 场 千万 要引起 注意 一 般情 况下 建议每 年至 少换两 次油 秋 天 和 春天各 一敬 6 个 月左 右 对 于潮 湿 地 区 沙漠地 区 气候 变 化犬 和露天 的现场 必 须勤换 汕 国 内一些炼油 厂 为 保持油 的 洁 净 基本 上一 个月左右换 一 次油 当然 湿度 太的地 区最好 的办法 是选 用油 雾润滑 它不仅 能防 止水汽进 入轴承 同时 润滑效果 也好 近二十年 来 我 国冶金机 械 已成 功地 应用油 雾润滑于 滚动轴 承上 但 在泵 的滚动 轴承 上 还没 有使 用先例 美 国 有四个炼 油厂 B采用 了油 雾这 种新 型集 中润滑 方式 粥 滑油粘 度对轴 承寿 命也有 影响 它随 泵 的转 速 轴 的直径 工作温 度 负荷 等不 同而 不 同 图4 图5 和表 i 列出 了它们 的 攻 关系 s KF 球轴承额定寿命对转速和满精 枯度的修正表 l l m SK F j R 书 i I l I 建 I 7 I I 圈4 运转 温度时 的 s su 喜 嚣 鼻 二差 多 吴 霪 靛嚣 暮 摹 晕 餐 二 著 掌 盍 鬟 票 量 蠢 有 宥 所 岸 幅 5 莲 霹 转 辣 f r IT I j n 图5 确定滚动轴承用油粘度的区间图 我国泵行业谖动轴承润滑油的推荐粘度 为 i 7 一 3 Xi 0 m s 而 美 国B J 公 司滚动 轴承润滑 油的粘度 推 荐 为 4 3 xl 0 n 1 s 本文建议润滑油 的 粘 度 2 0 3 0 X i 0 m s 为宜 相应 地原 来泵 轴 承 使 用 o 号机 械 油润 滑 应该 用优质 的2 2 号或 3 o 号 汽轮机 油来取 代 几 种油 的性能 见表2 转速 高时 应 选用粘度 较低 的润滑油 负荷重时 应选用 粘度较 高的润 滑油 选择 润 滑油时 先按 轴承 内径 和 转速 在 图5中 确 定 区间 再 用表 i 查 出润 滑油 的 粘 度 然 后在 相应 的表 中选择润滑 油 的牌号 寰1 推荐轱虞值 5 O C 1 0 a m2 s 维普资讯 第l 0 巷第 1 兢 石油化工设备技 术 袭2 几种润滑油的性能 油 质 5 C 运 动 l O艳 虞 m I 闪 点 c 凝 点 c m g K馥 O值 H g j 残 嵌 一 从上袁 可 以看 出 比2 o 号机械 油 粘度 高 1 2 号或3 0 号汽轮 机 油 洁净 六 泵术体设计 泵本体设 计 已尽可 能f ff 誊 减小 了径 向力 和 轴 向力 这里 仅说 踞 点 的是 轴 向力不宜 斌 小到 零 特 别是单级 双吸 泵更应直 此 要彻 底扭转 国内过去对 甚 象 的密 封环必 须设 计 成 同 样大小 仅考 虑 通用 的陈 旧做 法 对 引进泵 的 测绘 技术座谈 国 外 考 察 所 知 美国 日本等国家的一些泵 厂 并 非 如 此 它们垒将单级双吸泵叶轮两侧的密封环 有 意设 计成大小不 同的直 径 即靠止 推轴承 一 侧 的密 封环 稍小 于另 一测 使 泵正 常运行 时造成轻 微的单 方 向 轴 向 力 0 2 MP a 左 右 让泵轴始终处于受拉的状态工作 避 免转子 的轴 向 串动 减 少轴承 的碰撞 冲击 达到泵运转平稳可靠 遣也是延长轴承使用 寿 命的重要一环 泵径 向力增大 直接增 加 轴的挠度 i 起叶轮和壳体密封环之间的接触和轴承摩擦 等 减小径向力 的有效办法是将泵体设计成 双涡室 它可 以使径向力基本平衡 一般小 泵由于铸造问题不宜采用 国外一些泵厂 已 形成这样的规定 如美 国B J 公司 的 流 程 泵 吐出 口直径 等于或 大于4 英 寸 的泵体 均 设计成 双涡 室 西德KS B的流 程 泵 吐 出 日直径大 于3 英 寸的泵 体 均设 计成双 涡室 日本 荏原 的流 程 泵 吐 出口直 径 等于 4英 寸 的泵体 当扬程大于6 0 n i 时设计成双涡 室 吐 出日直径大 于4 英寸 的泵体都为 双 涡 室 国 内泵行 业 的情况是 Y型油泵 的吸入 日 直 径大 于 8 英 寸的泵体 才设 计成 双涡 室 近 年 来 由于技术韵引进以及实践证明 暖入 口 直径6 英寸 而扬程较高的泵 设 计成单涡宣 运 行 是不 可靠 的 例 如 1 5 O F一 9 O 型耐腐 蚀 泵 原系列设计是n 1 4 5 0 r ml tt 泵 体 积 大 又笨重 且泵本体与轴承体不成比蜊 后来洗泵 厂改 为n 一2 9 5 0 r n l n 向 泵 虽 蒜 结构 上 克服 了原来 的缺 点 由于泵 体仍是荜 涡 室 径 向力使密 封环研磨 严重 以致无法 使 用 以后 将其 泵体 改为双 涡室 一切 同题 就解决了 径 向力的增大 还将导致轴承径 向负荷的增加 从而阵低滚动轴承的使用寿 命 如何 提高 滚动 轴承 的使 用寿命 泵 本 体 设计 固然重要 但 程轴 承 选 择 安 装 使 用 维护 等方面 也不可 忽视 只有 多方 面 的 紧密 配 合 才能得到 预 期的效果 总结实践