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離心泵基礎：軸承箱油位和油環問題
閱讀：2938 發布時間：2023-5-24應注意泵軸承箱中需要和保持的油位。在相對較慢的軸轉速/軸直徑組合下，調整油位以達到位于軸承 6 點鐘位置的滾珠（或滾柱）的中心。然而，在較高的軸轉速/軸直徑組合下，不建議讓油位達到軸承滾珠（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。在表達式 DN 中，D = 軸直徑，單位為英寸；N = 軸轉速，單位為r/min。讓滾動體高速劃過油會產生過多的摩擦熱。因此，如果DN超過6,000，泵制造商將設計軸承箱的油位遠低于軸承的低點，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（見圖1）。除非經過精心設計、制造和安裝，否則油環是有風險的。請注意圖1左側的新油環，可以看到漂亮的倒角
1）軸系處于非水平狀態，導致油環向下運行并磨損。黃銅碎屑會污染油并損壞軸承
2）油環沒有經過良好的熱處理（來消除應力）及精加工，導致它變得不圓、打滑、彈跳、發熱、出現故障
3）潤滑油太稠（油環是為ISO VG 32設計的），或者油位太高，導致油環速度減慢甚至可能卡住
如果這些原因中的兩個或三個結合在一起，油環將無法按照預期的方式運行，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，維護費用將比正常情況下多得多。
油杯和恒位潤滑器的故障
在許多學術著作中發現了油環的問題（Baudry and Tichvinsky， 1937年）；還有參考文獻1至3。在2012年9月的一篇網站帖子中，馬來西亞政府的OSHA機構提醒讀者注意油環帶來的災難性故障。所有這些消息來源都觀察到油環的問題，盡管一位行業消息人士（2011年）認為“油環潤滑是一種的做法，需要用戶的一致同意"，但所有這些人士都發現了油環存在的問題。當然，歷史告訴我們，創新很少是由共識驅動的。如果是這樣，萊特兄弟（Wright Brothers）就會致力于重復泵和自行車的維修，而不是開發動力飛行器。我們告訴你這一點，是因為泵制造商會出于各種原因對此提出異議，并希望你認為現場測量和實際觀察只是童話故事。僅僅因為在工廠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疑地接受他們工廠離心泵數十次重復故障的人。
有許多故障的油環的圖片。研究、觀察和測量表明，流程泵中油環的現場可靠性與行業對更高可靠性和可用性的追求不協調。Wilcock和Booser在1957年描述的工作建議油環同心度在0.002英寸（0.05毫米）以內。然而，在2009年，作者在德克薩斯州的一個泵用戶現場進行了車間測量。2009 年測量的油環比 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。
經驗表明，油環很少是可靠或風險最小的潤滑劑應用方式。重申：除非軸系統是真正水平的，除非油環浸入潤滑劑中恰到好處，并且除非油環偏心率、表面光潔度和油粘度在公差范圍內，否則它們往往會四處跳動，甚至磨損。總的來說，在實際運行的工廠中，這些參數通常不會在接近極限的范圍內找到。
注重可靠性的用戶通常會并選擇帶有拋油盤的泵。盡管有時在低速設備中使用只是為了防止油的溫度分層，但在中等轉速下，更大直徑的拋油盤可以用作有效的（非加壓）油分配器。當然，必須選擇合適的拋油盤直徑，并且應始終實心鋼制拋油盤，而不是尺寸不穩定的塑料材料。如果直徑太小而無法浸入潤滑劑中，則會導致潤滑劑應用不足；相反，如果圓盤直徑太大或未考慮其整體幾何形狀，則可能會導致較高的工作溫度。
20世紀90年代末。在一些“降低成本"的設計中，即軸承箱孔徑小于拋油盤直徑的配置中，已經使用了柔性拋油盤來實現插入式應用。但是，為了容納的實心鋼制拋油盤，軸承必須集裝式安裝。使用集裝式設計，有效軸承座孔（即集裝式直徑）必須足夠大，以使適當直徑的鋼制拋油盤通過。我們知道有許多嘗試繞過油環的使用；橫向插入泵軸的柱形插銷（Bloch 和 Budris，2010 年，參考文獻 1，第 251 頁）和柔性（塑料）拋油盤帶來了好壞參半的結果，充其量也只是邊際改善。在軸上推動的廉價圓盤成為故障的根源，大約10年前被 API 610 禁止使用。在沒有良好工程實踐的情況下選擇的廉價塑料和圓盤配置也不夠可靠?？偠灾?，我們永遠不應該忽視可靠性專業人員的章程和使命。我們認為，他們的目標應該是與基礎科學相協調，并實現高的可靠性和可用性。
我們估計，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、勞動力、CNC 生產加工過程）為 300 美元。即使是避免一次故障的價值也超過10,000美元，因此效益與成本的比率將超過33:1。