軸承故障是泵故障的主要原因之一。本文目的是關(guān)注離心泵使用的軸承類型、其優(yōu)點、局限性以及影響軸承壽命的其它因素。此外，它還討論了提高可靠性和減少故障的技巧。

泵故障的第二個主要原因是軸承故障。這在一定程度上是因為，所有球軸承中只有不到10 %至30 %的軸承運行時間足以承受正常疲勞故障。大多數(shù)軸承在早期就因靜態(tài)過載、磨損、腐蝕、潤滑劑不良或過熱而故障。

圖1：泵軸承負(fù)載示意圖

顆粒污染和與腐蝕相關(guān)的故障占所有這些軸承故障的52%。此外，軸承箱密封 - 在離心泵/軸承可靠性方面也起著關(guān)鍵作用。

離心泵中軸承的功能是在徑向和橫向（軸向）載荷作用下，使軸或轉(zhuǎn)子與靜止部件保持正確對中（見圖1）。為轉(zhuǎn)子提供徑向定位的軸承稱為徑向軸承，而將轉(zhuǎn)子軸向定位的軸承則稱為推力軸承。在大多數(shù)應(yīng)用中，推力軸承實際上兼作推力軸承和徑向軸承。

一：軸承類型

幾乎所有類型的軸承在離心泵都有應(yīng)用，包括磁性軸承。相同的泵類型甚至經(jīng)常使用兩種或更多不同的軸承類型，這取決于不同的使用工況或買方的偏好。大多數(shù)泵都使用滾動或油膜（套筒式）軸承，如下列軸承：

1）滾動軸承

- 單列深溝球軸承

- 雙列角接觸球軸承

- 單列角接觸球軸承對

- 圓柱滾子軸承

- 球面滾子軸承

- 圓錐滾子軸承組

2）套筒軸承（滑動軸承）

3）可傾瓦推力軸承

套筒軸承或可傾瓦軸承通常用于具有高推力和/或徑向載荷（超過滾動軸承能力）的大型泵和電機。

二：滾動軸承

滾動軸承，尤其是滾珠（球）軸承，由于其高速性能和低摩擦，最常用于中小型泵，絕大多數(shù)離心泵使用滾動軸承。

2.1：滾動軸承保持架

在滾珠之間以及內(nèi)外座圈之間通常使用保持架（見圖2）。這個保持架基本不承受負(fù)載，但它和球（或滾柱）之間的接觸產(chǎn)生滑動摩擦，產(chǎn)生少量熱量。保持架通常由玻璃纖維增強聚酰胺、沖壓金屬（鋼或黃銅）或機加工黃銅制成。

所有保持架類型都可以用于各種各樣的泵應(yīng)用。但是，注重可靠性的泵用戶不允許采購和安裝帶有聚酰胺保持架的軸承，尤其是在212 °F（100 ℃）以上的軸承應(yīng)用中。之所以采取這一立場，是因為保持架退化跡象不會體現(xiàn)在最廣泛使用的振動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和便攜式振動分析儀上，也因為這些保持架具有低溫限制。此外，注重可靠性的用戶避免甚至不允許使用鉚接的鋼保持架軸承。鉚接部位可能是一些泵應(yīng)用中的薄弱環(huán)節(jié)，如果它們脫落。

2.2：球軸承

離心泵中最常見的滾動軸承是各種類型的滾珠軸承（見圖3）。離心泵上使用的最常見的滾珠軸承是單列深溝球，雙列角接觸和通用配對的單列角接觸球軸承。

其中，單列深溝球軸承是離心泵上最常用的軸承（大型泵除外）。它們對于徑向+推力或組合載荷都是理想的，但需要在軸和安裝軸承的殼體之間進行仔細(xì)的對中。它們有時還與軸承內(nèi)置的密封一起使用（免維護軸承），以避免污染、保留潤滑劑或兩者兼而有之。

角接觸球軸承（見圖4）的工作原理使其非常適合重載推力負(fù)荷。單列軸承僅適用于一個方向的推力，而雙列軸承基本上是兩個背對背（或面對面）布置的單列軸承，可以在任何方向上承載推力。如果推力總是在一個方向上，則只能在離心泵上單獨使用單列角接球軸承。因此，這種類型的軸承主要限于立式泵止推軸承應(yīng)用。

單列角接觸軸承經(jīng)常成對使用，軸承座圈的表面由制造商研磨，因此它們可以串聯(lián)用于大的單向推力負(fù)載，也可以背靠背用于雙向推力負(fù)載。雙列角接觸球軸承或其等效物（背靠背成對安裝的軸承）已被發(fā)現(xiàn)非常適合在任何方向上產(chǎn)生高推力負(fù)載的泵。背靠背軸承的壽命大約是同類雙列軸承的兩倍。角接觸軸承需要一定的預(yù)載荷。

2.3：滾子軸承

滾子軸承使用頻率較低，盡管球面滾子軸承經(jīng)常用于大軸尺寸。由于大多數(shù)滾子軸承僅適用于徑向載荷，因此它們在離心泵上的使用往往受到限制。

三：滾動軸承使用注意事項

現(xiàn)在讓我們看看減少軸承故障和延長軸承壽命的具體方法：

1）過度的（過盈）配合會增加軸承預(yù)緊力，從而縮短其使用壽命。請遵循制造商的軸和軸承孔的配合。

2）角接觸軸承保持架傾斜會導(dǎo)致潤滑劑向外流動，可能與要求的潤滑劑的流動方向相反。

3）面對面安裝的角接觸軸承可促進潤滑劑向內(nèi)流動。

4）背對背安裝的角接觸軸承對熱裝的敏感性較差。

5）內(nèi)外軸承座圈之間的溫差會增加預(yù)載荷。

6）不要冷卻滾動軸承座的外部，因為它也會冷卻軸承外圈，這將減少內(nèi)部徑向軸承的工作游隙，從而增加軸承負(fù)載并縮短軸承壽命。

7）不要使用聚酰胺保持架，尤其是軸承溫度高于212 °F（100 ℃）。

8）避免因外部原因（如振動和/或雜散電流，如變頻驅(qū)動器）造成的損壞。

9）避免延長（單蝸殼泵）大流量或低流量運行和/或高吸入壓力產(chǎn)生高軸承負(fù)荷。軸承疲勞壽命與軸承載荷的三次方成正比。

10）避免由于吸入管道布置不當(dāng)而導(dǎo)致液體不均勻地流入中開雙吸泵的兩個吸入孔，以最大限度地減小推力負(fù)荷。

11）用戶在選擇原裝或更換減摩軸承時應(yīng)注意，因為不同品牌軸承的可互換尺寸包絡(luò)并不能確保不同制造商的滾珠尺寸或數(shù)量相同，從而導(dǎo)致軸承額定值可能發(fā)生變化。