水泵机械故障：轴承故障问题分析

水泵轴承故障

一般来说，轴承失效的原因可能是轴承油被水、其他液体或固体颗粒污染，也可能是轴承过载或过度润滑导致的高温。这些故障可能有各种原因。

轴承中的水分污染有多种来源：填料泄漏流回轴承，并渗入轴承壳；使用水管清理填料泄漏，这会使水通过通风孔或油脂密封区域溅入轴承箱和轴承座；当轴承箱冷却时，将通过轴承箱通风口的加热空气更换为较冷的大气空气；或蒸汽、冷凝水、冷却水从机械密封淬火压盖泄漏并流向径向轴承。

当泵在其BEP下运行时，唯一的轴承载荷是由旋转组件的重量、轴上过盈配合产生的应力以及制造商规定的任何轴承预载引起的。然而，大多数泵不能在其BEP下连续工作，因此可能出现过载。

轴承过载可能是许多不同条件的结果：

旋转元件不平衡；弯曲的旋转轴；叶轮平衡孔堵塞；气穴；轴向推力过大；低流量运行或泵内某些机械故障导致径向负载过大；轴承因散热不当温度过高而过热；轴承冷却不当，如使用水管或其他类似系统冷却轴承箱；耐磨环周围的泵内部运行间隙增大；提高轴承的转速；泵及其驱动器之间的未对准；

在远离最佳效率点（BEP）的位置运行泵，这可能会在叶轮上产生过大的径向力，轴承会感应到这种径向力；泵送高比重流体，如硫酸，这几乎可以使轴承上的径向载荷增加一倍；将轴承向上推至锥形套筒过远；由于轴承箱中有水，减摩轴承生锈；轴的热膨胀大于轴承的热膨胀；导致轴承箱脱离；叶轮离轴承太远；轴承和轴之间的过盈配合错误（轴超出公差，导致轴承过紧）；叶片通过频率与泵组件的共振一致；管道系统其他部分或泵内存在振动；或在管线中产生水锤。

过热的原因可能是轴承中存在润滑问题。在这种情况下，这可能是由于：油位过低或过高；错误等级的油；油中的水分；轴承内油脂过多；一般来说，缺乏润滑；或润滑剂内的异物，通常是由于轴封泄漏。

轴承中的水分也会因轴承座圈和滚动元件的点蚀和腐蚀等问题而导致失效，这些问题会增加金属部件的疲劳，水中的游离原子氢会导致氢脆，从而加速轴承金属的疲劳，由于水和油不混合，因此缺少良好的润滑膜。

滚珠轴承产生的振动范围很广，可能不是轴运行速度的倍数。

在轴承退化的早期阶段，由轴承故障引起的振动通常相对较轻微，在整体振动信号中不会被注意到，因此通常需要对振动信号进行更复杂的信号处理。泵轴承箱上的应力波和冲击脉冲将显示故障趋势，从而导致机械振动水平的增加。

监测这些波或脉冲属于声学高频监测或早期故障检测（IFD）或窄带包络分析的范畴。在振动或声发射测量之外，早期检测不太可能检测到轴承故障。

在使用轴承多年的过程中，使用了一些程序来防止水、水分和污垢进入轴承箱，并克服轴承过热和磨损。水泵制造商使用许多不同的方法来防止水分和水进入轴承箱。