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一、軸承
1. 轉子不平衡量過大
由于葉輪的材料在整個圓周方向不是均布,導致其質心不在中心線上。泵在運轉過程中,由不平衡量產生的離心力加大了軸承的載荷,同時過大的不平衡量會導致泵的振動超標。而在強烈的振動條件下,軸承滾珠表面的潤滑油膜失穩,軸承得不到有效的潤滑和散熱,產生失效。
一臺渣漿泵SLZC200—630,在使用了6個月后,用戶反映軸承溫升過高,到現場解體后發現葉輪由于漿料結疤(見圖2),其外徑處靜不平衡量達到了250 g,而圖樣規定的允許值為60 g。對原葉輪進行清洗,并重新做了動、靜平衡試驗。處理好的葉輪重新裝配在原托架部件上,軸承仍采用原來的軸承。開機運轉了4h后,軸承溫度只上升了18 ℃,然后基本保持不變。
2. 此軸承組合方式主要是用圓柱滾子軸承承受純徑向力,四點角接觸球軸承承受純軸向力?紤]到四點角接觸球軸承只承受純軸向力,軸承體與四點角接觸球軸承的外圈留有間隙。渣漿泵在使用過程中不斷磨損,軸向力會不斷加大。四點角接觸球軸承的外圈與滾子之間的作用力越來越大。當兩者之間的作用力大到一定程度后克服了外圈與軸承體的摩擦力時,四點角接觸球軸承的外圈在滾子的驅動下產生轉動,與軸承體在a處研磨并產生間隙。隨間隙越來越大,轉子發生竄動,軸承失效。
這里建議根據泵載荷的大小和轉速,采用配對的角接觸球軸承或雙列圓錐滾子軸承,結構形式如圖4所示。轉速高、載荷小的泵采用雙列角接觸球軸承;轉速低、載荷大的泵采用雙列圓錐滾子軸承,雙列圓錐滾子軸承的工作轉速不得超過其轉速的0.6倍。
3. 軸承維護不當
軸承在工作一段時間后,隨著潤滑油的消耗,油位過低,軸承在工作過程中不能得到有效的潤滑和散熱,軸承溫升過快燒毀。
對于稀油潤滑的軸承部件,要求要在軸承體上設置視窗,能夠方便觀察油位,確保油位始終在設定范圍之內,也可以采用恒位油杯對油位進行在線補償。對于脂潤滑的軸承部件,要每間隔2 000 h更換一次潤滑脂,確保軸承始終在一個潔凈的環境下工作。通過售后技術支持,發現軸承維護不當是軸承損壞的主要因素。
二、機械密封
渣漿泵輸送的介質含固體顆粒,存在沖擊、結疤、堵塞等破壞因素。渣漿泵機械密封的故障主要表現在動靜環破裂、彈簧被顆粒堵死失效及密封圈腐蝕老化等。在選擇渣漿泵配套機械密封時一定要認真考慮機械密封的材質和結構形式。
1. 機械密封材質
機械密封動靜環的材質較為硬質材料。通常,堿性介質采用硬質合金,酸性介質采用碳化硅。對于堿性介質密封圈采用三元乙丙橡膠,但在裝配過程中要避免密封圈與油脂接觸;對于油性介質,密封圈采用丁腈橡膠。機械密封的金屬零件則要根據輸送介質的性質和溫度選擇相應的材質,通常機械密封金屬件的材質要比泵過流部件的材質優一等級。
2. 機械密封結構形式
由于渣漿泵輸送介質含有顆粒,渣漿泵的機械密封彈簧一定要采用保護結構或者彈簧外置,常用渣漿泵機械密封的結構如圖5所示,確保彈簧不與介質接觸,防止彈簧因顆粒堵塞失去彈性
三、泄漏
渣漿泵的泄漏主要原因:
1)單個零件不規范,沒有按規定的壓力進行試壓,同時保壓時間短,有瑕疵的零件沒有檢測出來。
2)泵整機組裝時,其密封處裝配不合格,整機沒有按規定做壓力檢測,存在泄漏隱患。
渣漿泵的流部件一般采用高鉻白口鑄鐵。這種材質具有硬度高、耐磨性好的特點,但容易出現一些鑄造下次,比如裂紋、砂眼等,所以在裝配前要對承壓件進行單件壓力試驗。
四、軸
對于斷軸的渣漿泵,進行軸尺寸強度核算,經驗證其強度完全滿足工況要求,斷口處的金相組織也滿足熱處理要求。但在軸強度和金相組織都滿足要求的情況下,出現斷軸情況,這讓我們很不理解。通過與用戶了解,得知此泵的軸承也發生損壞,同時前后護套有明顯摩擦痕跡,并龜裂。
經分析,其斷軸原因主要是軸承損壞,其轉子在軸向力的作用下前后竄動,與前后護板發生摩擦,軸承受的扭矩和彎曲應力急劇變大,同時還要承受軸向沖擊,軸發生斷裂。
通常,渣漿泵的軸徑設計裕量充足,斷軸的原因主要是外部因素造成的,在查找斷軸原因時,除了軸本身,我們還要著重考慮泵運轉過程中,軸受力的實際狀況,尤其要檢測轉子與前后護套是否產生摩擦碰撞。
五、操作規范
在現場,發現一些不規范的操作和管路設置,對泵可靠性有很大的影響。比如通過進口閥門調節泵的性能參數;泵的出口管路載荷強加在泵的出口法蘭上;泵長時間反轉;不接沖洗管路及冷卻管路等,這些都較易造成泵的損壞。
泵長期穩定的運行是隨著正確的使用、操作和仔細的維護而增強和延長的。即使高品質的泵,如果在不恰當的操作下,其可靠性也難免差強人意。所以要求操作者在操作泵之前,要仔細閱讀相關的產品安裝使用維護說明書。
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