技術(shù)文章
應(yīng)注意泵軸承箱中需要和保持的油位。在相對較慢的軸轉(zhuǎn)速/軸直徑組合下,調(diào)整油位以達(dá)到位于軸承 6 點(diǎn)鐘位置的滾珠(或滾柱)的中心。然而,在較高的軸轉(zhuǎn)速/軸直徑組合下,不建議讓油位達(dá)到軸承滾珠(或滾柱)的中心。
分界線通常在DN值為6,000(美制單位 - 泵沙龍注1)時(shí)。在表達(dá)式 DN 中,D = 軸直徑,單位為英寸;N = 軸轉(zhuǎn)速,單位為r/min。讓滾動(dòng)體高速劃過油會產(chǎn)生過多的摩擦熱。因此,如果DN超過6,000,泵制造商將設(shè)計(jì)軸承箱的油位遠(yuǎn)低于軸承的低點(diǎn),并使用不同的方法將少量油提升到軸承中。
將潤滑油從油池引入軸承的廣泛的方法是使用油環(huán)(見圖1)。除非經(jīng)過精心設(shè)計(jì)、制造和安裝,否則油環(huán)是有風(fēng)險(xiǎn)的。請注意圖1左側(cè)的新油環(huán),可以看到漂亮的倒角
1)軸系處于非水平狀態(tài),導(dǎo)致油環(huán)向下運(yùn)行并磨損。黃銅碎屑會污染油并損壞軸承
2)油環(huán)沒有經(jīng)過良好的熱處理(來消除應(yīng)力)及精加工,導(dǎo)致它變得不圓、打滑、彈跳、發(fā)熱、出現(xiàn)故障
3)潤滑油太稠(油環(huán)是為ISO VG 32設(shè)計(jì)的),或者油位太高,導(dǎo)致油環(huán)速度減慢甚至可能卡住
如果這些原因中的兩個(gè)或三個(gè)結(jié)合在一起,油環(huán)將無法按照預(yù)期的方式運(yùn)行,軸承壽命將受到影響。如果最終的軸承壽命是2年,但你的競爭對手在這方面做得很好,他們的軸承壽命是6年,那么你的故障事件將是競爭對手的三倍,維護(hù)費(fèi)用將比正常情況下多得多。
油杯和恒位潤滑器的故障
在許多學(xué)術(shù)著作中發(fā)現(xiàn)了油環(huán)的問題(Baudry and Tichvinsky, 1937年);還有參考文獻(xiàn)1至3。在2012年9月的一篇網(wǎng)站帖子中,馬來西亞政府的OSHA機(jī)構(gòu)提醒讀者注意油環(huán)帶來的災(zāi)難性故障。所有這些消息來源都觀察到油環(huán)的問題,盡管一位行業(yè)消息人士(2011年)認(rèn)為“油環(huán)潤滑是一種的做法,需要用戶的一致同意",但所有這些人士都發(fā)現(xiàn)了油環(huán)存在的問題。當(dāng)然,歷史告訴我們,創(chuàng)新很少是由共識驅(qū)動(dòng)的。如果是這樣,萊特兄弟(Wright Brothers)就會致力于重復(fù)泵和自行車的維修,而不是開發(fā)動(dòng)力飛行器。我們告訴你這一點(diǎn),是因?yàn)楸弥圃焐虝鲇诟鞣N原因?qū)Υ颂岢霎愖h,并希望你認(rèn)為現(xiàn)場測量和實(shí)際觀察只是童話故事。僅僅因?yàn)樵诠S測試臺上工作了三天,并不意味著兩年之后在工廠里也能正常工作。沒有什么能說服那些不加質(zhì)疑地接受他們工廠離心泵數(shù)十次重復(fù)故障的人。
有許多故障的油環(huán)的圖片。研究、觀察和測量表明,流程泵中油環(huán)的現(xiàn)場可靠性與行業(yè)對更高可靠性和可用性的追求不協(xié)調(diào)。Wilcock和Booser在1957年描述的工作建議油環(huán)同心度在0.002英寸(0.05毫米)以內(nèi)。然而,在2009年,作者在德克薩斯州的一個(gè)泵用戶現(xiàn)場進(jìn)行了車間測量。2009 年測量的油環(huán)比 0.002 英寸(0.05 毫米)允許的不圓度公差高出 30 倍。這些都是事實(shí)。
經(jīng)驗(yàn)表明,油環(huán)很少是可靠或風(fēng)險(xiǎn)最小的潤滑劑應(yīng)用方式。重申:除非軸系統(tǒng)是真正水平的,除非油環(huán)浸入潤滑劑中恰到好處,并且除非油環(huán)偏心率、表面光潔度和油粘度在公差范圍內(nèi),否則它們往往會四處跳動(dòng),甚至磨損??偟膩碚f,在實(shí)際運(yùn)行的工廠中,這些參數(shù)通常不會在接近極限的范圍內(nèi)找到。
注重可靠性的用戶通常會并選擇帶有拋油盤的泵。盡管有時(shí)在低速設(shè)備中使用只是為了防止油的溫度分層,但在中等轉(zhuǎn)速下,更大直徑的拋油盤可以用作有效的(非加壓)油分配器。當(dāng)然,必須選擇合適的拋油盤直徑,并且應(yīng)始終實(shí)心鋼制拋油盤,而不是尺寸不穩(wěn)定的塑料材料。如果直徑太小而無法浸入潤滑劑中,則會導(dǎo)致潤滑劑應(yīng)用不足;相反,如果圓盤直徑太大或未考慮其整體幾何形狀,則可能會導(dǎo)致較高的工作溫度。
20世紀(jì)90年代末。在一些“降低成本"的設(shè)計(jì)中,即軸承箱孔徑小于拋油盤直徑的配置中,已經(jīng)使用了柔性拋油盤來實(shí)現(xiàn)插入式應(yīng)用。但是,為了容納的實(shí)心鋼制拋油盤,軸承必須集裝式安裝。使用集裝式設(shè)計(jì),有效軸承座孔(即集裝式直徑)必須足夠大,以使適當(dāng)直徑的鋼制拋油盤通過。我們知道有許多嘗試?yán)@過油環(huán)的使用;橫向插入泵軸的柱形插銷(Bloch 和 Budris,2010 年,參考文獻(xiàn) 1,第 251 頁)和柔性(塑料)拋油盤帶來了好壞參半的結(jié)果,充其量也只是邊際改善。在軸上推動(dòng)的廉價(jià)圓盤成為故障的根源,大約10年前被 API 610 禁止使用。在沒有良好工程實(shí)踐的情況下選擇的廉價(jià)塑料和圓盤配置也不夠可靠??偠灾?,我們永遠(yuǎn)不應(yīng)該忽視可靠性專業(yè)人員的章程和使命。我們認(rèn)為,他們的目標(biāo)應(yīng)該是與基礎(chǔ)科學(xué)相協(xié)調(diào),并實(shí)現(xiàn)高的可靠性和可用性。
我們估計(jì),一臺裝有集裝式軸承的平均尺寸(30 hp)流程泵的增量成本(包括材料、勞動(dòng)力、CNC 生產(chǎn)加工過程)為 300 美元。即使是避免一次故障的價(jià)值也超過10,000美元,因此效益與成本的比率將超過33:1。