離心泵必須經(jīng)常在環(huán)境惡劣的運(yùn)行條件下運(yùn)行，導(dǎo)致極有可能發(fā)生過(guò)早損壞的現(xiàn)象——這勢(shì)必會(huì)增加了成本損失和由于故障停機(jī)造成的生產(chǎn)力下降的風(fēng)險(xiǎn)。在提高泵的可靠性、減少維護(hù)工作量和降低能耗的壓力下，尋找、確定和執(zhí)行減輕風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的可行性解決方案就成為了當(dāng)務(wù)之急。
　　評(píng)估泵的維護(hù)和維修方法（尤其注意軸承、潤(rùn)滑和密封的維護(hù)和維修方法）是獲得更高級(jí)別的泵的可靠性和延長(zhǎng)使用壽命的關(guān)鍵工具。選擇正確的軸承、潤(rùn)滑油和密封系統(tǒng)，再輔以主動(dòng)的工況監(jiān)視方法，有助于延長(zhǎng)泵的使用壽命，減小泵進(jìn)行提前更換或改造的必要性。

　　選擇軸承
　　離心泵中的軸承可以支撐施加在葉輪上的液壓負(fù)荷、葉輪和泵軸的質(zhì)量以及聯(lián)軸節(jié)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的負(fù)荷。軸承也能將泵軸的軸向和徑向偏差保持在葉輪和軸封所容許的范圍內(nèi)。
　　多種條件有助于連續(xù)對(duì)很多離心泵中的軸承進(jìn)行測(cè)試。在軸承試圖將摩擦降到最低的同時(shí)，軸承經(jīng)常承受著較高的軸向負(fù)荷、臨界潤(rùn)滑、極高的運(yùn)行溫度和振動(dòng)，如果這些因素不加以控制，就會(huì)產(chǎn)生功率損耗、熱量過(guò)大、噪音和磨損，使軸承提前損壞。
所有這些影響因素會(huì)顯著地影響軸承的使用壽命和可靠性，因而又會(huì)影響泵的使用壽命和可靠性。所以，首先需要在軸承預(yù)期的運(yùn)行環(huán)境情況下評(píng)估軸承（類(lèi)型、結(jié)構(gòu)和布局）。
　　設(shè)計(jì)出很多相匹配的軸承，以滿(mǎn)足離心泵所處的最嚴(yán)苛的工作條件。舉例來(lái)說(shuō)，包括各種形式的角接觸滾珠軸承在內(nèi)的推力型軸承（支撐泵中液壓力產(chǎn)生的軸向負(fù)荷），就適合很多應(yīng)用條件。
　　單列40°角接觸滾珠軸承
　　這些軸承是如今正在使用的最流行的API泵推力軸承，一般用于中速離心泵。在這樣的泵中，會(huì)產(chǎn)生很高的推力負(fù)荷。剛性銅罩變型設(shè)計(jì)適用于推力負(fù)荷變化大的應(yīng)用條件，在運(yùn)轉(zhuǎn)和滾珠滑動(dòng)期間，很可能會(huì)產(chǎn)生很大的推力負(fù)荷。一旦發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，這些軸承也能抵抗破壞性振動(dòng)力。
　　軸承一般以背靠背的形式成對(duì)布局安裝，以適應(yīng)反向推力負(fù)荷，提供足夠的泵軸支撐力，有助于延長(zhǎng)機(jī)械密封的壽命。尤其應(yīng)該注意內(nèi)部間隙。當(dāng)安裝以后和在運(yùn)行溫度時(shí)，軸承應(yīng)留有足夠的剩余內(nèi)部間隙，以便進(jìn)行冷運(yùn)行，但間隙不能過(guò)大，以促進(jìn)惰性軸承的滑動(dòng)。
　　雙列角接觸滾珠軸承
在ANSI標(biāo)準(zhǔn)離心泵和某些老式的API形式泵中，這些軸承（圖1）被廣泛用作主推力軸承。最有效的類(lèi)型具有Conrad結(jié)構(gòu)、ABEC-3精確公差、每列30°接觸角、整體熱處理壓制鋼罩和多種密封選項(xiàng)。由于軸承的接觸角向外發(fā)散，軸承表現(xiàn)出了更大的剛性，提高了抗失調(diào)能力。在使用成對(duì)單列角面接觸滾珠軸承時(shí)，運(yùn)行條件規(guī)定，需要采用正常的或大于正常的（C3）內(nèi)部徑向間隙。

圖1 ANSI標(biāo)準(zhǔn)泵一般依靠這種軸承來(lái)應(yīng)付推力負(fù)荷。

　　結(jié)構(gòu)變化越來(lái)越普遍。這方面的例子包括采用更陡的（40°）接觸角，以提供更大的軸向負(fù)荷支承能力；在重載和潤(rùn)滑不足的情況下，機(jī)加工銅罩提供了可靠的性能，減小了軸向內(nèi)部間隙，促進(jìn)了兩列滾珠之間的負(fù)載分配，降低了惰性滾珠組中發(fā)生滑動(dòng)的可能性；ABEC-3（P6）公差也有助于軸承的安裝條件和使軸承的運(yùn)行變得平穩(wěn)。
　　專(zhuān)用的角接觸滾珠軸承組
　　對(duì)于具有最小推力的泵，成對(duì)的15°角接觸軸承一般就足夠了。但是，對(duì)于高推力負(fù)荷的情況，則應(yīng)使用高性能的機(jī)加工40°和15°角接觸滾珠軸承組，通過(guò)降低惰性軸承中滾珠滑動(dòng)的敏感度，提供堅(jiān)固性。這些設(shè)計(jì)的目的是，使離心泵不反轉(zhuǎn)或只周期性地發(fā)生反轉(zhuǎn)。這些軸承組的主要優(yōu)點(diǎn)是：15°軸承的內(nèi)部間隙比40°軸承的內(nèi)部間隙小得多，使其不易受到離心力和滾珠滑動(dòng)和回轉(zhuǎn)力的影響，從而避免滾珠發(fā)生滑動(dòng)和往復(fù)動(dòng)作。同時(shí)，提供了額外的徑向勁度，以保持泵軸和密封的完整性。
　　開(kāi)口內(nèi)環(huán)角接觸滾珠軸承組
　　利用開(kāi)口內(nèi)環(huán)滾珠軸承或四點(diǎn)接觸式滾珠軸承，匹配單列40°角接觸滾珠軸承，設(shè)計(jì)這些軸承的目的是，調(diào)節(jié)兩個(gè)方向上的推力負(fù)荷。這種布局一般用在立式泵中，以應(yīng)付主要的推力負(fù)荷，但是，也可用于水平排列中，提供的支撐足以抵抗開(kāi)口內(nèi)環(huán)軸承無(wú)法支撐的自身徑向負(fù)荷。由于兩個(gè)軸承串聯(lián)動(dòng)作，分擔(dān)了推力負(fù)荷，這種布局提供了極高的軸向負(fù)荷支承能力。反向推力負(fù)荷可以在開(kāi)口內(nèi)環(huán)軸承后部進(jìn)行調(diào)節(jié)。這兩個(gè)軸承組的動(dòng)作就像“三重奏”一樣，并具有附加的節(jié)省空間和成本的優(yōu)點(diǎn)。
　　提供潤(rùn)滑
　　根據(jù)一些研究資料，不正確的潤(rùn)滑占了軸承故障的30％以上。因此，泵軸承的正確潤(rùn)滑是可靠運(yùn)行的基本條件。優(yōu)質(zhì)的潤(rùn)滑油主要是在軸承的滾動(dòng)元件、座圈和軸承罩之間提供一層分離的油膜，防止金屬間的接觸和不希望產(chǎn)生的摩擦，因?yàn)檫@會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的熱量，從而造成磨損、金屬疲勞和潛在的軸承接觸面的熔化。適量的軸承潤(rùn)滑也起到了抑制磨損和腐蝕的作用，有助于防止污染損壞。
最常用的泵軸承的有效潤(rùn)滑方法包括：
　　潤(rùn)滑脂
　　潤(rùn)滑脂便于涂抹，可以保留在軸承套內(nèi)，提供額外的密封保護(hù)。根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度和工作溫度，可能需要重新進(jìn)行潤(rùn)滑，以解決潤(rùn)滑脂使用壽命過(guò)短的問(wèn)題。
　　當(dāng)運(yùn)行條件允許使用“終身潤(rùn)滑”軸承時(shí)，就消除了需要重新潤(rùn)滑和執(zhí)行相關(guān)維護(hù)任務(wù)的必要，提供了有吸引力的選擇方案。
　　油槽
　　這一選擇方案在軸承底部滾動(dòng)元件的中心位置形成了一個(gè)油位，代表了各種潤(rùn)滑方法之中的軸承摩擦的比較基線(xiàn)。使用恒定油位加油器，就可以在一定時(shí)間內(nèi)取得最佳的潤(rùn)滑效果。
　　給油環(huán)
　　在這種方法中，給油環(huán)從水平軸上懸吊到位于軸承下面的油槽中，泵軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，給油環(huán)將油槽中的潤(rùn)滑油甩到軸承上面。軸承下部的油量降低了軸承系統(tǒng)中的粘滯摩擦，提高了泵軸的轉(zhuǎn)速，改進(jìn)了冷卻效果。
　　油霧和油氣混合潤(rùn)滑
　　此處，潤(rùn)滑油被霧化，由氣流攜帶到軸承上。在所有泵軸承潤(rùn)滑方法中，這種方法產(chǎn)生的摩擦量最?。ㄔ试S根據(jù)軸承的結(jié)構(gòu)確定旋轉(zhuǎn)速度，而不是根據(jù)潤(rùn)滑的限制），可以在軸承套內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)正壓（隔離侵入的污染物）。
　　不管采用何種潤(rùn)滑方法，必須根據(jù)垂直軸的要求指定潤(rùn)滑油，并采取措施能夠承受固體、壓力、溫度、負(fù)荷變化和化學(xué)物質(zhì)的侵入。在泵的安裝位置難以接近時(shí)，可以集成全自動(dòng)化的系統(tǒng)，以便能夠及時(shí)、正確和有效地輸送液體。
　　密封系統(tǒng)
　　離心泵中的軸承密封可以完成四項(xiàng)關(guān)鍵的任務(wù)：保持住潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑液，擋住污染物，分離液體和把壓力限制在一定范圍內(nèi)。根據(jù)固體污染物的尺寸、硬度和脆度，固體污染物既可在軸承面上產(chǎn)生刻痕，也會(huì)引起摩擦；水會(huì)影響潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑效率；潤(rùn)滑油中的污染物會(huì)顯著地降低軸承的壽命。當(dāng)密封失效時(shí)，污染物就會(huì)滲入軸承區(qū)、進(jìn)入潤(rùn)滑油中，最后進(jìn)入到軸承中。此外，軸承中的潤(rùn)滑油流失，會(huì)導(dǎo)致干轉(zhuǎn)運(yùn)行，這最終會(huì)造成泵的故障。離心泵軸承密封的選擇取決于獨(dú)特的需求和應(yīng)用運(yùn)行條件。
　　但是，動(dòng)態(tài)徑向密封一般仍然是離心泵的最佳選擇。這些密封在軸承面和相對(duì)運(yùn)動(dòng)部分（一部分通常靜止，而另一部分則旋轉(zhuǎn)）之間產(chǎn)生了一個(gè)屏障。典型情況下，徑向泵軸密封結(jié)合了鋼或彈性外殼。外殼被粘接到密封材料上，這樣就可以使外殼鏜孔中必要的密封干涉配合得以實(shí)現(xiàn)（以及方便了安裝）。
　　彈性密封唇
　　通常緊貼著泵軸安裝，提供了緊貼著泵軸的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)密封，并提供了擠壓、切割和研磨成形的密封緣。多數(shù)密封唇是用丁腈橡膠原料制成的。這種材料特別適用于處理燃料、工業(yè)流體，為此提供了高復(fù)合潤(rùn)滑油。
　　密封的選擇必須在認(rèn)真審查了應(yīng)用參數(shù)和環(huán)境系數(shù)的基礎(chǔ)上最終決定。尤其是在泵中使用的情況下。例如，密封會(huì)受到相對(duì)恒定的壓差，使壓力密封成為首選。
　　由于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和嚴(yán)苛的運(yùn)行條件的限制，密封通常比其所保護(hù)的部件的使用壽命短得多。所以，不要養(yǎng)成常見(jiàn)但不合時(shí)宜的習(xí)慣，即，僅根據(jù)其他部件的更換間隔確定更換密封的時(shí)間表，比如軸承，在剛一發(fā)現(xiàn)磨損或泄漏的跡象時(shí)，如果就更換密封，就可以防止很多軸承故障。
　　要想大概知道密封壽命的長(zhǎng)短，應(yīng)考慮密封受到的污染量、周期時(shí)間、轉(zhuǎn)速和熱量。當(dāng)然，污染物并非密封提前出現(xiàn)老化的惟一原因。其他故障原因包括：
　　錯(cuò)誤的選擇；
　　錯(cuò)誤的安裝方法會(huì)導(dǎo)致泄漏；
　　更換潤(rùn)滑油引起的普通密封材料的反應(yīng)。
　　要想防止這些問(wèn)題的出現(xiàn)，應(yīng)制定一個(gè)嚴(yán)格的密封檢查和更換計(jì)劃。
　　監(jiān)視泵的健康狀況
　　采用更主動(dòng)的方法對(duì)泵進(jìn)行維護(hù)，在延長(zhǎng)正常運(yùn)行時(shí)間方面，可以起到重要的作用。工況監(jiān)視包括對(duì)關(guān)鍵的物理參數(shù)進(jìn)行定期測(cè)量和分析，比如振動(dòng)和溫度，以便能夠在發(fā)生意外故障停機(jī)、高昂的維修或更換成本以及生產(chǎn)力降低事故發(fā)生以前，檢測(cè)出泵系統(tǒng)的故障。
　　基本的測(cè)量?jī)x表可以對(duì)振動(dòng)、溫度和其他參數(shù)進(jìn)行評(píng)估和報(bào)告。更先進(jìn)的工具包括在線(xiàn)監(jiān)視系統(tǒng)和軟件，可以提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)檢查。一旦有必要使用這些工具，就可以及時(shí)地采取補(bǔ)救措施。
　　振動(dòng)測(cè)量
　　很多故障都與振動(dòng)有關(guān)，振動(dòng)是大家普遍認(rèn)可的判斷泵序列運(yùn)行工況的最佳運(yùn)行參數(shù)。通過(guò)振動(dòng)可以檢測(cè)出故障，比如不平衡、失調(diào)、軸承油膜不穩(wěn)定、滾珠軸承老化、機(jī)械配合松弛、結(jié)構(gòu)性諧振和機(jī)座軟化。
　　振動(dòng)測(cè)量可以迅速完成，而且，還不會(huì)造成任何外來(lái)物侵入設(shè)備內(nèi)部。因?yàn)?，在測(cè)量過(guò)程中，泵的設(shè)備殼體始終未被打開(kāi)。此外，還應(yīng)該建立工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確定特種設(shè)備的振動(dòng)等級(jí)。
　　與基準(zhǔn)值相比較，如果“整體振動(dòng)”明顯升高了（在儀表的頻率范圍內(nèi)，所有振動(dòng)的總和），就表示出現(xiàn)了故障，這就需要在設(shè)備故障出現(xiàn)以前加以解決。
　　手持式振動(dòng)監(jiān)視工具采用了各種技術(shù)，比如低價(jià)的振動(dòng)測(cè)試筆和整體振動(dòng)儀到更為復(fù)雜的便攜式數(shù)據(jù)采集器和相關(guān)的儀表，后者結(jié)構(gòu)小巧，具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能（圖2），可以處理采集的數(shù)據(jù)。

圖2 這種儀表提供了各種測(cè)試分析技巧以及數(shù)據(jù)記錄功能。

　　溫度變化
　　定期監(jiān)視溫度變化，也有助于理解系統(tǒng)的運(yùn)行情況。溫度是監(jiān)視機(jī)械狀況或施加在特定部件上的負(fù)荷的有用指標(biāo)，比如推力軸承。例如，當(dāng)推力軸承出現(xiàn)故障時(shí)，摩擦力會(huì)引起軸承的溫升。熱電偶傳感器安裝在軸承殼體上，可以測(cè)量軸承內(nèi)部的溫度變化或潤(rùn)滑油可以發(fā)出正在開(kāi)始形成的故障的信號(hào)，可依據(jù)這些參數(shù)制定相應(yīng)的維護(hù)措施。
　　工況監(jiān)視技術(shù)工具箱包括在線(xiàn)監(jiān)視系統(tǒng)。這些工具箱可以對(duì)泵進(jìn)行24小時(shí)的監(jiān)視，不管其安裝位置如何。這樣的技術(shù)可以連續(xù)收集數(shù)據(jù)或在永久安裝的傳感器預(yù)定頻率下收集數(shù)據(jù)，并將其分析結(jié)果發(fā)送給主計(jì)算機(jī)，以便隨后進(jìn)行分析。
　　調(diào)動(dòng)操作員的積極性
　　在問(wèn)題逐漸變得嚴(yán)重以前，提前檢測(cè)出設(shè)備的故障方面，可以起到工廠(chǎng)“耳目”的作用。操作員在主動(dòng)維護(hù)戰(zhàn)略和提高泵的正常運(yùn)行時(shí)間方面，可以發(fā)揮關(guān)鍵的作用。

圖3 操作員可以在檢測(cè)正在形成的故障方面起到工廠(chǎng)的“耳目”的作用。

　　在操作員激勵(lì)可靠性（ODR）政策下，操作員可以執(zhí)行以上基本的維護(hù)活動(dòng)和超越他們的基本職責(zé)（圖3）。ODR將操作員包括在了維護(hù)活動(dòng)中，讓他們以檢查泄漏、傾聽(tīng)噪聲、監(jiān)測(cè)溫度、潤(rùn)滑和振動(dòng)的方式，觀察和記錄泵的整體健康狀況，并負(fù)責(zé)確定一切異常的設(shè)備狀況，而且，在某些情況下，以適當(dāng)?shù)难a(bǔ)救行動(dòng)做出回應(yīng)。操作員可以監(jiān)視：
　　軸承：檢測(cè)軸承外環(huán)、內(nèi)環(huán)、滾動(dòng)元件和軸承罩中的故障，也可以發(fā)現(xiàn)泵系統(tǒng)中別處存在的潛在故障。
　　潤(rùn)滑：在泵軸承內(nèi)部，確定潤(rùn)滑過(guò)度或不足都有助于制定出更有效的潤(rùn)滑方案。
　　泵軸：檢查泵軸可以發(fā)現(xiàn)不平衡、失調(diào)、彎曲、摩擦、過(guò)大推力和松弛等故障。
　　密封完整性：觀察有無(wú)泄漏和檢查潤(rùn)滑油的清潔度，可以顯示泵密封的密封狀況。
　　泵座：檢查泵座和機(jī)座，可以提前發(fā)現(xiàn)松弛或受到腐蝕的五金件、損壞的水泥、底板直度和泵殼軟支腳及彈簧支腳狀態(tài)的異常情況。
　　泵葉片通路：查找異常情況很重要，比如，檢查是否有磨損、葉片/泵葉故障和泵軸配合松弛以及由于工藝內(nèi)部的外來(lái)碎片產(chǎn)生的污物和阻塞現(xiàn)象。
　　葉輪間隙：正確的設(shè)定是取得優(yōu)化性能的關(guān)鍵，也是泵的葉輪和磨損環(huán)是否有異常情況的指標(biāo)。
　　氣蝕和流動(dòng)紊流：這樣的故障長(zhǎng)期下去，會(huì)影響性能和泵的整體健康狀況。
　　溫度：溫度監(jiān)測(cè)應(yīng)包括監(jiān)視幾個(gè)方面的溫度，其中包括軸承、潤(rùn)滑、潤(rùn)滑油槽和泵殼的溫度。
　　工藝參數(shù)：泵軸轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程壓力、出口壓力、真空、吸入、流量、水箱液位、閥門(mén)位置和產(chǎn)品的一致性都需要予以關(guān)注。
      聯(lián)軸節(jié)操作員的監(jiān)督和使用正確的泵軸承、潤(rùn)滑和密封進(jìn)行有效的主動(dòng)維護(hù)，都有助于平穩(wěn)流動(dòng)運(yùn)行、提高性能和延長(zhǎng)使用壽命，以及最終獲得優(yōu)化的正常運(yùn)行時(shí)間。