多级离心泵滚动轴承烧毁原因分析

24挂二了理2012年第12期多级离心泵滚动轴承烧毁原因分析张朝红(重庆江北化肥有限公司一化肥分公司401120)摘要:对新购的多级卧式离心泵在安装调试时圆锥滚子轴承烧毁原因进行了综合分析,指出因平衡管阻力过大,使平衡鼓不能正常工作,导致轴承负荷过大是轴承烧毁的主要原因�关键词:多级泵滚子轴承故障分析我公司在207年8月购进了大连宏亚生产的一卧式多级泵,在安装调试时泵出口侧所安装的圆锥滚子轴承发生了烧毁事故,当时泵轴�轴承座全部损坏,泵完全不能使用,这给我公司和生产厂家造成了一定的经济损失�当时双方工程师对这起事故进行了仔细分析,找出了导致轴承烧毁的原因,并据此对泵平衡管进行了修改,后经重新组装调试,一次开车成功,这为后几台泵的设计奠定了基础,也给我们以后的维护积累了经验�犷平衡力轴向推力团l图己叹:泵流全厂:残余轴向力厂正值力方向向右;厂交值力方沟向左1�泵结构该泵为卧式多级离心泵(图l),两端轴承支承,进口端配圆柱滚子轴承(图l中标号8),出口端安装配对单列圆锥滚子轴承(3图l中标号l�3)�该泵所有叶轮进口都指向吸人口方向,因此其轴向推力指向进口方向(见图1),总的轴向力为每个叶轮所产生的轴向水平推力之和�平衡鼓位于最末级叶轮之后,平衡鼓后腔(平衡室)有平衡管(图1中标号6)与泵人口相连,平衡管上安装一个阀门(图l中标号5)�由于平衡鼓两侧压力不同,产生一个与叶轮轴向水平推力方向相反的作用力(平衡力),于是叶轮所产生的轴向水平推力得到一定程度上的平衡,其剩余部分由安装的配对单列圆锥滚子轴承承受(图1中标号1�3)�2�轴承烧毁情况我公司选用的用于脱碳系统的多级泵,其基本参数为:流量Q:2(X)m3/h,扬程H:4(X)mm:l转速n:2956r/min:级数:6�所配轴承:进口端为SKFNU310(圆柱滚子轴承);出口端为SKF31310(配对单列圆锥滚子轴承,面对面安装)�该泵在我公司安装调试时,起车正常后送介质才几分钟,就发现出口端轴承架温升过快,该轴承冒烟,泵的声音异常�我们马上停车检查,发现出口端轴承组已损坏,轴也烧发蓝,轴承架装轴承处外表温度接近90�拆卸该轴承组时,发现轴承因温度过高已与轴抱死,只能破坏性拆出�拆出后发现配对使用的单列圆锥滚子轴承组中的右侧轴承(图l中标号3)已严重捐赠坏,内圈已与轴抱死,内外圈及保持架己发蓝,内外圈滚道均己划伤,滚道表面沿圆周方向有深沟痕,滚子变形脱落,个别的已被挤扁,左侧轴承(图1中标号l)除发蓝外,基本完好,未见严重损坏�3�轴承受力分析由轴承特性可知:圆柱滚子轴承仅承受径向力,配对的单列圆锥滚子轴承承受径向及双向的轴向力,但该轴承组中的每个轴承仅承受一个方向的轴向力,因此不论残余轴向力指向哪一个方向,轴承组中都有一个轴承承受轴向力�根据设计理论,在额定工况点,平衡鼓可承受90%一95%的总轴向推力,剩余部分由推力轴承承受�因此在额定工况点,承受残余轴向推力主要仍以轴承3(图l)为主,其方向指向右方�4�轴承烧毁原因分析4.1可能引起轴承温升过高的因素该泵是大连宏亚利用国外图纸制造的�结合该泵特点分析.图3叶轮间隙机械设备25图4单位:0.01mm+12}Q3必甘游.位白阴占月径轴月介�为以叼图5联轴器对中记录下列因素可能造成轴承温升过高而最终烧毁轴承:(l)平衡鼓平衡轴向力效果不好,残余轴向力过大而致使轴承承载负荷过大�(2)润滑油型号选择不合理,油量不足或油腔内有铁屑等杂质进入轴承�(3)泵轴承角度对准误差过大,使轴承负荷加大�(4)泵体与电机校正对中差�4.2平衡室压力测试分析图2为该泵的残余轴向力分布曲线,可以看出:在泵的额定工况点(Q=Zom呱)时,轴承所承受的轴向负荷为350N(向右),根据引进技术文件和轴承寿命计算公式可知:在该运行工况下轴承寿命大于105h�由图2也可以看出,当泵的流量Q=lom狐时,平衡鼓产生的平衡力F平衡鼓等于总的叶轮轴向水平推力F叶轮,此时残余轴向力F为零,轴承不受力;QF叶轮,残余F向左,从图1中可知,此时是左侧轴承(标号1)受力;Q>100时爪时,F平衡鼓