漫谈影响离心泵滚动轴承使用寿命的主要外部因素及解决方案（下）

滚动轴承常用的油封方式

唇形密封

在市场竞争的压力下，原始设备制造商通常使用低成本的润滑脂和油封来防止湿气和固体进入轴承箱，请看图1。随着泵的运转，橡胶唇会不停地打磨泵轴，磨去为保护轴免受腐蚀而形成的保护层后，会在橡胶唇的下方切割出凹槽，最终会使泵轴受到损伤。

图1所示为脂润滑的弹簧加载唇形密封，是原始设备制造商提供的最典型的密封类型，其额定寿命一般不到2,000小时（每天工作24小时寿命仅83天）。

说明：API 610标准不允许使用唇形密封。

图1 - 唇形密封

迷宫密封

迷宫式密封是一种非接触式轴密封，只要轴在旋转，它就可以很好地工作。它对防止轴封泄漏和水管水溅非常有效，但对防止凝结水侵入作用不大。传统的迷宫密封见图2，改进型迷宫密封见图3。

图2 - 传统迷宫密封

图3 - 改进型迷宫密封

这种密封不会损坏泵轴，并且有整体和剖分两种配置；也有多种材料和内部配置可选用。由于结构相对简单，维护方便，是一种最常用的油封形式。

磁性端面密封

磁性端面密封已经存在很多年，见图4。它占用很少的轴向空间，对防止水分、固体的进入非常有效，防外部湿气的侵入也有一定的效果。

图4 - 磁性端面密封

不过，有些人对靠近轴承的磁铁感到不舒服。

弹簧加载端面密封

弹簧加载端面密封是一种比较新的油封形式（见图5），可能是上述所有油封的最佳替代方案。与磁性端面密封一样，对防止水分、固体和外部湿气的侵入非常有效。与唇形密封不同的是，它不会损坏轴或轴套。

图5 - 弹簧加载端面密封

最佳的油封方案

标准明确要求：滚动轴承的轴承箱应设计成防止湿气、灰尘和其它杂物污染的形式。只要轴承箱内存在空气、轴承箱上装有呼吸器，那么仅采用油封是无法做到防止湿气侵入和凝结水的存在。因此，最佳的解决方案是：弹簧加载端面密封+轴承箱膨胀室+带干燥剂的呼吸器。膨胀室（见图6）设计用于限制封闭体积中的压力增加，为滞留的空气创造一个更大的体积将使其压力降低。带干燥剂的呼吸器，用于防止轴承箱冷却后，热的空气形成凝结水。

图6 - 轴承箱膨胀室

带膨胀室和干燥剂呼吸器的轴承箱见图7。

图7 - 带膨胀室和干燥剂呼吸器的轴承箱

如图7所示，在轴承箱顶部原呼吸阀接口处，水平方向上安装了膨胀室，垂直位置顶部安装了带干燥剂的呼吸器。

说明：这种配置较复杂，价格也相对较贵。实际工程应用中，为防止湿气、灰尘和其它杂物污染侵入轴承箱，最简单、常用的配置方式是：传统迷宫密封（有时会加上防尘盘），或者仅安装改进型迷宫密封，或者仅安装磁性加载端面密封。

总结

1） 标准规定：滚动轴承速度不得超过轴承制造商发布的名义速度限制。对球轴承，因子n·dm，采用稀油润滑的单个轴承，不得超过500,000；采用脂润滑的轴承，不得超过350,000。

2） 标准规定：当能量强度达到4百万或更大时，则必须使用流体动压径向轴承和推力轴承。

3） 滚动轴承的轴承箱应设计成防止湿气、灰尘和其它杂物污染的形式。

4） 大多数滚动轴承过早失效出于两个原因：高温使润滑剂变质“焦化”；水、湿气和固体对润滑剂的污染。

5） 防止湿气、灰尘、凝结水和其它杂物污染的最佳的解决方案是：弹簧加载端面密封+轴承箱膨胀室+带干燥剂的呼吸器。