服务案例

离心泵的性能和使用寿命受到各种因素的影响，这些因素包括系统设计和关键组件，以及应用中遇到的许多运行工况。但是，无论泵在一开始看起来多么符合应用要求，最终都可能出现意想不到的问题，设备计划外停机可能会随之而来。在这些情况下，运营商应该考虑升级组件是否有意义，而不是进行简单的修复。对现有泵进行适当的升级，可以提高可靠性并提高生产率。

滚动轴承代表了下一代设计、工程和材料如何优化使用中的泵的一个例子。

通常，用于旋转机械的轴承支撑轴载荷，减少与滚动体的摩擦，并提供轴位置和系统刚度。对于离心泵，轴承支承施加在叶轮和轴上的水力载荷，以及由联轴器和驱动系统产生的负载。轴承还可以使泵的叶轮和轴密封的轴向和径向偏转保持在可接受的范围内。

泵操作员可以从许多潜在的轴承升级中进行选择。下面列出了几个选项，每个选项都具有不同的应用优势：

1）滚动体使用陶瓷材料，轴承套圈使用超韧性钢

2）专用耐磨涂层

3）具有不同相对接触角的滚动体，以承受最小轴向载荷造成的潜在损伤

4）优化的节能轴承设计

一、更改材料

在特别苛刻的泵应用中，例如石油和天然气以及碳氢化合物加工行业，轴承通常必须适应污染和腐蚀性环境、润滑不足、高负载和低负载以及高温或低温。同时，它们必须提供高水平的服务、可用性和安全性。

这些要求可以测试传统全钢轴承的极限。作为一种升级，集成了由轴承级氮化硅制成的滚动体的混合陶瓷轴承可以大大提高可靠性和稳健性。这种轴承在尺寸上可以与类似尺寸的全钢轴承互换，无需重新配置或以其它方式改变泵设备。

轴承级氮化硅是一种工程陶瓷材料，具有均匀干净的微观结构，其硬度极高，密度比轴承钢低40%。因此，滚动体重量更轻，惯性更低，从而减少了快速启动和停止时轴承保持架上的应力，并显着降低了高速时的摩擦。更低的摩擦意味着运行温度更低，润滑剂使用寿命更长。

此外，氮化硅表现出比钢更高的弹性模量，这有助于在污染环境中提高轴承刚度并延长轴承使用寿命。氮化硅滚动体的热膨胀较低，可实现更精确的预加载控制，并且在轴承内存在温度梯度时发生过度预加载的可能性更小。

作为补偿极端工况的替代方案，混合陶瓷轴承可提供高性能不锈钢套圈，而不是由传统钢制成的套圈，以提高卓越的耐腐蚀性并补偿高温。

混合陶瓷轴承还可以通过其它方式提高轴承的可靠性和使用寿命。例如，拖尾效应（smearing）可能导致轴承面临不足或不当的润滑条件、高速和轻负载和/或突然启动和停止。拖尾效应是由全钢滚动体和套圈之间滑动引起的轴承表面损坏。氮化硅和钢之间不会发生拖尾效应，使混合陶瓷轴承在具有严重动态或不当润滑条件下的应用中使用寿命更长。

图2：配备特殊涂层的泵轴承，例如那些提高耐磨性的涂层，可以克服轴承过早失效的几个常见原因

二、抗摩擦和磨损

为了克服轴承故障的几个常见原因，可以在轴承的滚动体和内圈滚道上涂上低摩擦、耐磨的碳涂层。

涂层轴承表面保留了底层材料的韧性 - 涂层实际上比钢还要硬，同时采用了涂层的硬度，改善了摩擦性能和耐磨性。

独特的涂层性能也有助于促进了高速性能，并且比其它轴承类型更有效地耐受污染。

经过升级的涂层轴承可以承受许多恶劣的工作条件，包括拖尾效应、润滑膜不足、负载的突然变化、轻负载、转速的快速变化、振动和振荡以及高工作温度的风险。这些功能的预期结果包括提高可靠性、延长使用寿命，以及减少因摩擦、磨损和相关因素而导致轴承过早失效的可能性。

三、改变对置轴承接触角

通常，泵轴承滚动体匹配的40度接触角已成为美国石油学会 （API） 泵中成对单列角接触轴承的标准。对于美国国家标准协会（ANSI）泵中使用的传统双列轴承，匹配的典型接触角是30度。

特别是对于40度配对单列轴承，改变对置接触角，可以通过促进更平稳的运行和更长的使用寿命来支撑负载，从而使许多离心泵应用受益。

采用不同对置接触角设计的泵轴承布置（40度和15度的组合），可以用40度轴承承受更高的推力载荷，在无需卸载对置的15度轴承 - 可以施加更大的轴向载荷，并且轴承的工作温度将降低。

这些40/15度角接触球轴承布置，非常适合轴向载荷在一个方向上较高且在运行过程中不会改变方向的应用。轴承组可以接受轴向载荷的瞬时反转，包括在泵启动和停机期间发生的反转。

在推力载荷较轻且以径向载荷为主的离心泵（例如双吸叶轮泵或闭式叶轮的泵）中，仅具有15度接触角的轴承配置提供了另一种升级选择。

与传统的 40 度匹配轴承布置相比，这些15度轴承的设计有助于在具有高径向载荷应用中实现更凉爽的运行、大幅降低振动和延长其使用寿命。

四、提高能源效率

降低系统中的能耗仍然是当今市场的首要任务，并且已经引入了某些轴承来帮助用户实现这一目标。其中一种轴承系列包括离心泵中常用的两种类型：深沟球轴承和双列角接触球轴承。与标准国际标准化组织 （ISO） 的标准产品相比，这两种类型的产品都经过了内部修改，能耗至少降低 了30%，同时保持了传统版本的使用寿命和承载能力。

泵用深沟球轴承的相关节能技术改进包括优化内部几何形状、新设计的聚合物保持架，以及在密封或防尘变体中使用低摩擦润滑脂。对于双列角接触球轴承，专有的技术改进包括优化的内部几何形状、两侧的钢制防尘盖和独特的低摩擦润滑脂，从而节省能源。

这两种类型的轴承在尺寸上均可与传统轴承互换，经过精心设计，可以减少摩擦，从而减少能源消耗。

正如这些创新所表明的那样，随着运营商寻求提高现有泵的性能、利用先进技术将问题降至最低并最大限度地提高产量，泵轴承的设计和工程将继续发展。

五、联系我们

让云科技-作为湖南地区知名品牌的工程轴承技术服务商及产品生产厂商，现已拥有两大自主品牌：让融（RANUR)、让云（RANUY )系列工程轴承，我们所做的一切只为时刻准备迎面解决更加严苛的运行工况及日益增长的市场需求，并及时掌握及应用如何提高产业可靠性及优化资产生命周期。

让融（RANUR)系列工程轴承是中国轴承高品质的保证，让融（RANUR)系列轴承拥有高精密的公差、设计独特的内部几何结构、高品质的工程轴承专用材料。

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