螺杆泵故障分析和处理

　　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，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。
 

　　本文主要介绍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)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。