轴承隔离器是整体系统可靠性的关键

众所周知，润滑污染是变速箱故障和代价高昂的停机时间的常见原因。当保持清洁和干燥时，润滑剂可以为资产提供多年的磨损保护。然而，由于污染物的侵入，许多工厂团队难以在换油之间实现数月甚至数周的使用寿命。这是轴承隔离器可以提供帮助的地方。但是用户如何保护齿轮箱内的轴承座呢？这是工厂团队在踏上可靠性之旅时必须回答的一个关键问题。

一、当油被污染时会发生什么？

机器运行条件是轴承故障的主要原因。这就是为什么像轴承隔离器这样的油封用于将轴承与其外部环境隔开的原因。轴承隔离器的作用是保持润滑剂进入并防止污染物进入，并防止润滑剂泄漏到不应进入的区域。

那么，如果进入机器的润滑油是干净的并且适合使用——并且操作环境处于相同的条件下——那么油是如何被污染的呢？答案在于轴承隔离器、通气孔、过滤器或这些组件的某种组合。

但是这些组件的寿命是有限的。幸运的是，可以测量过滤器的使用寿命，并且许多呼吸器都有变色干燥剂来指示何时需要更换。可以看到和测量漏油，但发现污染可能具有挑战性。可以进行油污染测试，这是了解油封是否有效运行的唯一方法。

油封性能可以通过油分析来测量，它揭示了密封的运行情况并有助于确定功能故障率。了解这些故障率有助于可靠性团队确定更换机油的最佳时间。如果轴承隔离器允许许多污染物进入并且更频繁地更换润滑剂，则可能需要考虑新的油封，特别是如果简单的唇形密封是资产防止污染物进入的唯一防御措施。

二、可靠性最佳润滑实践

如果一个工厂团队正在努力实现可靠的整体系统运行，那么它还应该规划一个全厂润滑系统。在寻求可靠润滑时考虑这些步骤，特别是在齿轮箱的轴承箱中：

为正确的机器选择正确的润滑剂。通过安装经过选择的可靠性和维护设备（包括每台机器的润滑剂），工厂团队可以使这些资产长时间以最佳效率运行。为应用程序及其资产选择最佳润滑剂是这项工作的第一步。还应考虑粘度、添加剂、工作负载、速度和温度。

确保选择的润滑剂到达正确的机器。可靠性和维护团队有责任按类型对每种润滑剂进行颜色编码和标记，以确保润滑剂最终用于正确的应用和位置。在添加润滑剂的每项资产上标记匹配点时，团队成员也应该小心。这种做法有助于避免在储存和转移容器中混合润滑剂。

优先考虑准确的存储和处理。润滑剂必须在收到后进行测试，以确保它们在添加到存储系统之前符合规定的规格。简单的美国材料与试验协会 (ASTM) 测试测量流体的特性和清洁度，因为它可能需要过滤和抛光以满足设备的质量规格。当润滑剂转移到资产时，转移容器必须清洁并密封，以防止任何污染。使用正确数量的润滑剂。没有使用足够的润滑剂是一个明显的问题，但过多的油或油脂也会对系统造成破坏。额外的润滑剂量可能会阻碍抛油环和飞溅润滑系统。过多的体积还会增加轴承的工作温度，并可能爆裂油封。因此，解读正确数量的润滑剂至关重要。

必要时添加和更换润滑剂。选择合适的时间更换润滑油是主观的，但准确的时间为提高整体系统可靠性提供了巨大的机会。润滑剂的变化还涉及植物间变异性最高的一些情况。

三、密封解决方案的类型

为工艺应用和润滑选择理想的密封件对于提高正常运行时间和可靠性非常重要。目前有两种主要的密封解决方案可供考虑：

旋转设备中常用的接触式密封件（又名机械密封件）也被认为是过程密封件，因为它们密封泵送的流体并防止其从泵的填料函或密封室泄漏到环境中或流向驱动端系统。

用于动态操作和一致性能的非接触式密封件也被认为是油封或轴承隔离器，因为它们密封轴承箱和驱动器的润滑。 机械密封增加了整个设备系统配置的复杂性和变更，这通常会导致齿轮箱故障。然而，使用非接触式密封件，工厂团队可以利用系统的能量来防止杂质进入设备并减少停机时间。

另一方面，非接触式轴承隔离器通常具有更长的使用寿命，因为它们不与设备接触。如果没有油封，任何可能从填料函中逸出的工艺流体或大气中的外部污染物都会污染润滑。这增加了更换润滑剂的需求，并可能加速轴承故障。

四、如何优化轴承隔离器性能

如果脏油没有进入机器，那么变速箱故障最可能的罪魁祸首是油封故障。即使在最恶劣的工业环境和最严苛的应用中，精心设计和适当指定的轴承隔离器也能解决这种污染问题。但是，并非所有轴承隔离器都是一样的。调整隔离器的设计并选择为设备设计的正确技术可以提高整体性能。许多传统的轴承隔离器擅长防止污染，但即便如此，由于能量平衡（或不平衡），在停机期间仍可能发生污染物进入。

典型的轴承座通过追求与周围环境的平衡而与环境相互作用。在运行过程中，外壳向大气排放，因为它的温度和压力高于大气侧，但在停机后，外壳的内部温度会降低。由于冷空气比暖空气密度大，轴承座会消耗内部空气并开始产生真空。结果，空气从外部进入，直到达到平衡。如果没有安装有效的油封，水分和灰尘会随空气进入，污染润滑剂。

幸运的是，一些轴承隔离器具有经过调整的设计，可将污染物保持在隔离器内并分解其能量以防止在静态条件下污染物进入。该技术的部分设计包括一个唇形密封罩，以提供可靠的密封，而不会接触设备并造成磨损。水分和灰尘进入隔离器，当它们被迫通过轴向节流间隙和更长的径向间隙时，能量被分解。污染物被捕获在内部冷凝水收集器中，并通过轴承隔离器底部的一个小的静态排放孔排出。

换句话说，它们永远不会接触到润滑剂——即使在停机期间也是如此。

五、设备专用密封技术

具有专门设计的轴承隔离器是保护润滑剂免受污染的理想选择。大多数旋转驱动器在标准轴承隔离器下都能正常工作。但是，如果应用程序是关键的或专门的，则可能需要针对设备进行特定的设计。

这对于变速箱内的轴承座特别有用。许多齿轮箱在它们驱动的设备下方运行，因此如果发生任何泄漏，齿轮箱内的润滑剂比齿轮箱本身更容易被掉落在其上的任何东西污染。因此，建议使用坚固的专用轴承隔离器。

除了容易污染的风险之外，齿轮箱还有几种不同的润滑方法，包括浸没或浸浴、飞溅和强制或喷雾。无论采用何种技术，润滑剂都必须保持无水、无灰尘和其他污染物。选择专为齿轮箱设计的轴承隔离器可以提高整个润滑系统的清洁度，提高可靠性并减少停机时间。

六、案例研究：纸制品制造商

东海岸一家造纸厂的可靠性工程师遇到了变速箱泄漏问题。该设施每天大约生产 200 万个纸盘。停机会耗费金钱并关闭这个庞大的生产过程。

在更换可靠性团队一直使用的透明、低成本润滑油后，新的高质量合成润滑油仍不清楚。现有的橡胶、弹簧加载唇形密封件允许有色润滑剂从齿轮箱中逸出。这导致了严重的内务管理和安全问题，更不用说代价高昂的润滑油损失了。它还泄漏到装有印版纸的毛毡辊上，如果没有更换纸卷，纸就会变色。可靠性工程师和团队迫切需要一个解决方案。

在进行深入研究后，该设施的可靠性工程师选择了专为纸板冲压系统齿轮箱设计的非接触式轴承隔离器。使用非接触式复合迷宫轴承隔离器，可以最大限度地减少因污染物进入而引起的换油，在某些情况下甚至可以消除。凭借其推进器技术，这种设计通过离心力将污染物从密封件中挤出。它们被移离轴承和润滑剂并移出齿轮箱。选择的轴承隔离器在动态和静态情况下进行密封。在动态条件下，外壳通向大气，因为它的温度和压力高于大气侧。然而，对污染物进行密封并不那么困难。最具挑战性的密封情况之一是变速箱静止或停机时。在这种状态下，污染物可能会进入轴承箱。一个典型的住宅总是通过试图达到平衡来与周围环境相互作用。

当机器关闭时，内部外壳冷却。因为冷空气比热空气密度大，轴承座将消耗内部的空气，并在它移动到平衡时从大气侧吸入空气。随着外部空气、湿气和灰尘进入外壳。随着传统隔离器的接触 O 形圈磨损，更多的污染物可能会进入外壳，从而进入润滑剂。除非更换密封件或选择不同的设计，否则污染物将在停机期间继续迁移到轴承箱中。

使用可靠性工程师选择的密封件，轴承箱在静态条件下仍会吸入空气。与传统隔离器相比，当空气中的污染物和蒸汽进入时，纸板制造商选择的非接触式轴承隔离器会分解污染物的能量。这是因为它们被迫通过一系列垂直的节流间隙。在那里，污染物被捕获在内部冷凝水收集器中。它通过一个小的静态排水孔从变速箱中排出。

工厂的每个齿轮箱都需要两个轴承隔离器，试点安装消除了工厂 68 个齿轮箱中第一个齿轮箱的泄漏。由于这一成功，该团队已经更换了大约 20 个齿轮箱上的唇形密封件，并计划在 2020 年底前更换剩余的 48 个，因为最初安装。这些替换轴承隔离器已取得了久经考验的成功。他们不仅解决了内务管理和泄漏问题，而且还避免了与更换毛毡辊相关的工作时间和停机时间。