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螺杆泵故障分析和处理
  • 发布日期:2019-07-19      浏览次数:691
    •   螺杆泵故障分析和处理
       
        近些年国内对于螺杆泵的发展和需求形势良好,以前国内的螺杆泵,由于制作难度大、精度要求高,并且相关技术资料和理论认识方面比较缺少,再加上价格比较高的因素,所以只能使用在比较重要的工业和军gong等部门。由于它自身的优点,目前各个领域都首先考虑选螺杆泵来输送各种液体介质。如:石油化工、机械制作、船舶、饮料、食品、液压传动、轻纺工业、建筑行业、环保等方面。由于它结构简单,高效节能,具有良好的自吸能力,输入液体平稳连续无搅动,使用寿命长,维护操作方便,振动噪音小,因此逐步被人们认识选用,其使用领域也越来越广。
       
        1 螺杆泵的故障分析和处理方法
       
        由于螺杆泵的用途广泛,同时输入的介质品种也越来越多,尤其是使用在高温、高压、高粘度和带颗粒杂质或含油气混输等场合,必须根据不同的使用场合,在螺杆泵的结构设计、型线组合、主要零件材料的选择、加工工艺和热处理方法等方面做不同的考虑,尤其是选型上,因为螺杆泵目前分别有单螺杆泵、双螺杆泵(由各种型线组合规格,单吸和双吸结构)、三螺杆泵(有单双吸结构)和五螺杆泵(有单双吸结构),否则会因为选型不合理而增加螺杆泵的故障率。
       
        本文主要先容双螺杆泵和三螺杆泵的故障分析和处理方法。
       
        2 流量达不到规定要求
       
        (1)泵在试验台上达不到规定要求(在规定的压力、吸上真空度、换算到规定的转速、粘度的情况下):
       
        (a)泵在设计时的容积效率取得过高,需重新设计泵的节圆直径,降低容积效率,降低节圆直径。在已定的结构尺寸的情况下,适当改变螺杆的导程来满足规定要求。
       
        (b)螺杆的啮合间隙过大,应适当减小螺杆型面啮合间隙,改变密封腔个数。适当减小中心距、内外圆底径与螺杆衬套孔之间的间隙,并检查计算它的组合公差是否符合图纸要求。
       
        (c)注意输送液体的粘度是否发生变化,油温度是否过高,定期检查油的粘度,必要时更换试验用油。适当减低油温,保持粘度稳定,当油箱容积较小的情况,应该加冷却系统。
       
        (d)注意螺杆内部回油系统中的孔径、平衡活塞的间隙、 滑动轴承的尺寸公差是否符合规定要求。适当缩小回油孔径。适当减小配合处的间隙,减小泄漏。
       
        (e)注意安全阀是否密封和弹簧的预紧力是否调节好。安全阀要做密封性试验或者暂时关闭。测量安全阀弹簧的有光特性。
       
        (2)在用户现场流量达不到规定要求:
       
        (a)首先查看管道系统中,泵的压力表和真空表是否符合规定要求。泵的排出口压力表不能超过规定值,当压力表数值超过规定值时,泵的流量会降低。泵的真空表数值过大和过小也会降低泵的流量,其中可能过滤器堵塞,管道阻力过大(其中弯头、阀门长度多少也影响阻力),或者吸入管道漏气。
       
        (b)查看输送液体介质的温度,如果温度过高要采取降温措施。
       
        (c)要测量泵的转速是否符合要求,也可查电压是否正常。
       
        (d)查阅泵的使用年限,判断主要零部件磨损情况,及时更换。
       
        3 排出压力在用户现场达不到规定要求(在出厂试验合格的情况下)
       
        (1)用户系统装置存在的问题
       
        (a)吸入系统管道有漏气现象。此时介质吸入量不足,产生真空表度数上不去,因而排出流量下降,所以压力上不去。
       
        (b)吸入系统装置的滤网堵塞。此时介质吸入量也会不足,并使真空表数值超过规定值范围,泵发生振荡和噪音,压力表和真空表指针摆动激烈,压力上不去。
       
        (c)吸入系统装置的阻力太大,影响泵吸入性能。
       
        (d)用户排出系统的压力与泵排出压力不匹配,影响泵的排出压力上不去,也就是说用户的压力系统的负载发生变化而造成排出压力上不去。
       
        (2)用户使用不当和安装不规范
       
        (a)新泵首次使用时泵腔内应充满工作液体,排出空气。当流量不足时,泵的排出压力也上不去,而且由于一时的干摩擦,易导致机封、螺杆与衬套、轴承等零部件的损坏。
       
        (b)随意装拆调节安全阀,造成泄漏,泵的压力也上不去。
       
        (c)泵安装的管道太长,弯头阀门太多或者泵的吸上高度超过规定值,将造成泵的流量下降,那么泵的排出压力也上不去。
       
        (d)所输入的液体介质粘度低于规定的粘度范围值, 使泄漏量增加,压力也要下降。
       
        (e)对于双吸泵的机封处在负压下工作时,一旦机封损坏容易造成漏气现象,也影响泵的压力波动。
       
        (f)当螺杆泵的衬套以及滑动轴承、平衡活塞磨损太大,造成流量下降,随之压力下降。按规定,当流量比原来下降15%时,就要更换磨损的零部件,确保泵的经济性。
       
        4 泵振动噪音超过规定的指标
       
        泵和电机工作时发生振动、噪声超标的原因:
       
        (1)泵方面产生的因素
       
        (a)因螺杆工作螺旋长度不合理而产生振动噪音。一般单级泵工作螺旋长度取L=(1.2-1.5)H,多级泵取L=Z×H+0.09H(Z为密封腔数)。
       
        注意:尽管讲螺杆泵运转平稳无脉动和搅动,但实际上还是脉动的,只是相对活塞泵、柱塞泵、齿轮泵等而言,其脉动频率F=(N×H)/60,所以应尽量使泵自身频率与基座的自振频率错开大一点,或者采取隔振措施,免产生共振现象。
       
        (b)泵结构设计时尽量提高壳体,螺杆等主要零部件的刚度,减少挠度,一般使用场合壳体和底座尽量使用铸铁,军ping要使用铸钢、铜和焊接件,这样有助于减少振动和噪音。
       
        (c)泵体进出口腔的流道设计得顺滑,流速平稳,不要设计得一会儿收缩,一会儿扩大,这样会产生流体冲击振动和噪音,流速尽量低一些。
       
        (d)对于螺旋进口端与出口端建议成180°,使其质量尽量平衡,分体均匀,减少不平衡质量,使其运转平稳,必要时可作动平衡试验。
       
        (e)合理选择旋转零件的公差配合和形位公差,提高同心度和对称度精度。
       
        (f)提高螺杆精度和加工设备自身精度等级,同时增加一些工装,提高产品质量,同时可达到零部件的互换。
       
        (g)尽量避免泵在汽蚀情况下工作为延长泵的使用寿命,宜定期检查维修。
       
        (h)泵输送的液体粘度超过规定要求,使其输送粘度阻力加大,产生汽蚀,振动噪音增大,可采取输送介质加温和管道保温措施降低输送阻力。
       
        (2)机组安装和系统布置产生的因素
       
        (a)泵的电机和联轴器安装时应保持对中、同心,随着机组的转速提高其安装精度也要相应提高。
       
        (b)系统管路布置要合理,尽量减少弯头阀门长度,必要时做系统管道阻力计算,其值不要超过泵允许吸入能力,同时要计算原中心与油箱或油池液面的相对几何高度,此值与管道阻力一起考虑,不要超过规定要求。
       
        (c)系统装置的油箱要有足够的油量,使其保证有足够的液面高度,对于油面有变化的油舱,油罐应有最低液面报警装置,或保护设备避免泵产生汽蚀或抽空现象,尤其对三螺杆泵更为重要。
       
        (d)泵吸入管道的布置不应有高于泵吸口高度的弯管现象(增压的管道除外)存在,同时管道连接处、阀门等不得有漏气现象。
       
        (e)泵吸入管道上的过滤器要定时清洗,一旦堵塞或流通截面过小也要产生振动和噪音,一般取滤网流通面积为吸管面积的6~10倍,如果输送介质粘度很大时,倍数还要增加,三螺杆泵取80目以上,双螺杆泵取40~60目。
       
        (f)对于高粘度介质液体在泵吸口要设置加热设备,管道和泵要设置保温措施,尤其在北方冬天使用场所,其中可采用蒸汽和电热或导热油等方法。
       
        (g)吸入系统和排除系统的管路要用支架固定,避免产生振动。
       
        (h)首次安装的电机组启动时要观察电机的转向是否与泵要求的转向一致,采用点击启动,及时更正以确保机组安全。
       
        5 其他方面发生的故障和处理方法
       
        (1)泵的轴承处温度过高:
       
        (a)泵与电机和联轴器同心度较差,重新对中校核。
       
        (b)轴承和密封腔回油管路直径大小或堵塞。
       
        (c)主杆轴向力没有平衡好,残留轴向力过大。
       
        (2)泵的衬套、螺杆、轴承等主要旋转部件磨损过快:
       
        (a)泵输送的液体介质中有杂质,加大过滤器的目数和过流面积。
       
        (b)增大螺杆表面的硬度,选择耐磨性好的材料。
       
        (c)提高旋转零部件的同心度和装配对中的精度。
       
        (d)减少螺杆不平衡的质量和热处理弯曲变形。
       
        (3)机封漏油:
       
        (a)机封装配时,密封面对轴线不垂直,要重新配研。
       
        (b)机封本身质量有问题,重新更换机封。
       
        (c)机封腔的压力过高,采取措施降低腔内的压力(加大回油量或者减小高压腔的泄漏量)。
       
        (d)机封腔中的油温过高使油粘度变稀,可加大回油量,可调节机封弹簧的预紧力。
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