离心泵是最常用的设备在工BETVICTOR体育官网业应用转移液体。虽然很坚固的设计,离心泵通常遭受机械故障由于过度密封磨损,轴承打滑损伤和/或轴承罩失败。BETVICTOR体育官网这篇文章探讨了这三种失效模式,使用专用轴承的计算软件,解释了合适的轴承轴向间隙可以减轻这些问题延长轴承的使用寿命,最终,泵本身。
在离心液泵,两个单独的轴承位置可以找到。前面的位置最接近叶轮的nonlocating轴承通常是反应系统的径向负荷。深沟球轴承或圆柱滚子轴承是最常见的用于这一目的。后方的位置通常是轴向止推轴承,设置轴向端面间隙,对轴向和径向载荷。大多数离心泵采用一个双列角接触球轴BETVICTOR体育官网承(DRACBB),两个角接触球轴承(ACBBs)或一对圆锥滚子轴承。
失效模式
如上所述,离心泵的三种常见的失效模式是密封磨损、打滑损伤轴承和轴承罩断裂。BETVICTOR体育官网第一个失败modes-excessive密封磨损引起的主轴偏转,这就增加了密封与轴的接触力,过早穿密封材料。减少这个轴偏转将延长密封的生活,这将导致泵系统寿命更长。
第二常见的失效模式离心pumps-skidding损伤造成的轴承是装载在一个定位轴承的不足。BETVICTOR体育官网因为泵的轴向力通常只在一个方向,只有一个定位轴承需要绝大多数的负载,而其他轴承是用来支持任何额外的径向载荷和倾覆力矩。根据操作条件,这可能会导致一个轴承的卸载,即滚动的元素往往剥离他们的轴,而不是沿着预定的方向滚在水沟。ACBBs和DRACBBs尤其容易受到负载轻的条件下这种机制。此外,离心力索求负载区域外的球时可以进一步加剧轴承的接触角变化的经验。这些额外的旋转导致的现象称为滑移,这可以被滑移轨道水沟和滚动的元素。减少间隙甚至预压轴承定位可以帮助避免这种失效模式。
轮滑也能导致笼断裂,第三为离心泵常见故障模式。BETVICTOR体育官网在轴承的负载很轻,负载区占较小部分的水沟。这可能会导致滚动轴承罩口袋中的元素减速或制动时进入卸货区在笼子里的口袋,然后加速时重新加载区恢复正常并开始旋转。如果这些加速和减速足够剧烈或频繁,笼子里可以体验最终疲劳和断裂口袋里的结果高于压力。
分析
调查这些失效模式,选中一个用户提供的泵的轴承制造商在密封监测位移,旋转球的滚动/比率以及笼加速度在最佳效率点(cep)。模拟正常操作条件下,所有的负荷情况下运行在每分钟1780转(rpm)温差的10 C(50)在内外环之间。7313 -系列的三双不同ACBBs模拟定位位置在上述条件下不同间隙范围。所有测试对通用设计(意味着作为一对X或O安排),出现以下间隙类:UA(小轴向间隙),乌兰巴托(小于UA轴向间隙)和UO (clearance-free)。前6313 -系列轴承的间隙将正常间隙(CN)计算。根据提供的加载,电动机侧轴承的定位对支持系统的轴向载荷,而叶轮一侧轴承支持任何径向载荷和倾覆力矩载荷。
使用这些测试参数和三个不同的双ACBBs,密封的轴位移位置调查是第一个条件。这些变形量中可以看到图2。cep 0%,这一对UA-clearance ACBBs导致最大的轴位移。同时,UB-clearance轴承偏转13微米(µm)小于UA-clearance版本,而一双UO-clearance轴承偏转27µm不到UA对密封的位置。也见过类似的结果在25% cep: UB-clearance一对11µm不到UA对偏转时,虽然UO-clearance对偏转24µm不到UA对密封位置。
cep虽然也见过类似的结果在50%,应该注意的是,整个轴的挠度减少随着cep的增加。这一对UB-clearance ACBBs 2µm小于UA对偏转时,虽然UO-clearance轴承4µm不到UA对偏转密封位置。cep为75%和100%,UA对偏转不到乌兰巴托和UO轴承。cep 75%, UB-clearance轴承偏1µm超过UA-clearance轴承,而UO对偏转2µm超过UA对密封的位置。
同样,UB-clearance轴承2偏转µm cep UA对多在100%,而UO-clearance轴承偏转3µm超过UA对密封的位置。
只有边际差异在偏转更优的cep范围,但有一个优势较低的cep对密封磨损最小化由于少轴偏转。
轴挠度分析后,辊/旋转比率是下一个条件调查。一卷/旋转比率大于0.5与打滑损伤轴承的可能性更高,尽管这可能取决于润滑系统中。对于这部分的分析,轴承的电动机——impeller-side位置监控,和一个完整的输出的结果中可以看到图像3。
关于UA-clearance轴承副/旋滚比大于1.1的所有cep病例impeller-side轴承;这表明可能会打滑。而电动机侧轴承博览会更好的cep一旦增加,滑移时仍可能操作cep 50%以下。同时,乌兰巴托的impeller-side轴承副显示/旋滚比大于0.9为所有cep cases-once再次表明可能会打滑。滑移仍然是一个关注0% cep和25% cep电动机侧轴承;cep滑移条件边界为50%。最后,UO-clearance impeller-side轴承的轴承对显示/旋滚比大于0.6各种cep的情况。这表明滑移cep cep可能在0%和25%;cep更高,临界滑移条件。滑移仍然是一个关注cep cep 0%和25%,尽管/旋滚比低于0.5 cep更高。
关于第三常见的失效模式离心pumps-bearing笼时笼变速轴承显示结果类似于辊/旋转状态。BETVICTOR体育官网这是由计算每个球的轨道速度在笼子里的口袋,然后利用最大和最小值之间的差异生成笼速度差异出现在图片4。
因为更大的笼子里速度差异口袋施加更多压力,这种情况可能会导致骨折。每个图片4,UA-clearance轴承对展品的最高笼转速差;这种现象尤为明显的cep减少。乌兰巴托副性能更好,最低的笼速度变化是通过使用UO-clearance轴承。
前面的调查的三种常见的失效模式为离心泵表明,选择合适的轴承轴向间隙应提高轴承的使用寿命,因此,泵本身。BETVICTOR体育官网
使用轴承密封间隙较低限制了偏转,这反过来可以帮助改善密封pump-especially当操作进一步优化cep的生活范围。此外,减少间隙最小化潜在的滑移量的轴承,尤其是在卸下轴承主要用于径向载荷。
选择合适的间隙还可以减少压力在笼子里由于加速度,可以延长轴承的使用寿命和整个系统。然而,如果损伤仍在轴承即使减少间隙范围内,那么它可能需要搬到一个预紧轴承进一步减少打滑的可能性和笼子里的压力。