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提高渣漿泵可靠性的研究

　　一、軸承

　　1. 轉(zhuǎn)子不平衡量過大

　　由于葉輪的材料在整個(gè)圓周方向不是均布，導(dǎo)致其質(zhì)心不在中心線上。泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由不平衡量產(chǎn)生的離心力加大了軸承的載荷，同時(shí)過大的不平衡量會(huì)導(dǎo)致泵的振動(dòng)超標(biāo)。而在強(qiáng)烈的振動(dòng)條件下，軸承滾珠表面的潤(rùn)滑油膜失穩(wěn)，軸承得不到有效的潤(rùn)滑和散熱，產(chǎn)生失效。

　　一臺(tái)渣漿泵SLZC200—630，在使用了6個(gè)月后，用戶反映軸承溫升過高，到現(xiàn)場(chǎng)解體后發(fā)現(xiàn)葉輪由于漿料結(jié)疤(見圖2)，其外徑處靜不平衡量達(dá)到了250 g，而圖樣規(guī)定的允許值為60 g。對(duì)原葉輪進(jìn)行清洗，并重新做了動(dòng)、靜平衡試驗(yàn)。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(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)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(diǎn)角接觸球軸承承受純軸向力�？紤]到四點(diǎn)角接觸球軸承只承受純軸向力，軸承體與四點(diǎn)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(huì)不斷加大。四點(diǎn)角接觸球軸承的外圈與滾子之間的作用力越來越大。當(dāng)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(shí)，四點(diǎn)角接觸球軸承的外圈在滾子的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，與軸承體在a處研磨并產(chǎn)生間隙。隨間隙越來越大，轉(zhuǎn)子發(fā)生竄動(dòng)，軸承失效。

　　這里建議根據(jù)泵載荷的大小和轉(zhuǎn)速，采用配對(duì)的角接觸球軸承或雙列圓錐滾子軸承，結(jié)構(gòu)形式如圖4所示。轉(zhuǎn)速高、載荷小的泵采用雙列角接觸球軸承;轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速不得超過其轉(zhuǎn)速的0.6倍。

　　3. 軸承維護(hù)不當(dāng)

　　軸承在工作一段時(shí)間后，隨著潤(rùn)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(rùn)滑和散熱，軸承溫升過快燒毀。

　　對(duì)于稀油潤(rùn)滑的軸承部件，要求要在軸承體上設(shè)置視窗，能夠方便觀察油位，確保油位始終在設(shè)定范圍之內(nèi)，也可以采用恒位油杯對(duì)油位進(jìn)行在線補(bǔ)償。對(duì)于脂潤(rùn)滑的軸承部件，要每間隔2 000 h更換一次潤(rùn)滑脂，確保軸承始終在一個(gè)潔凈的環(huán)境下工作。通過售后技術(shù)支持，發(fā)現(xiàn)軸承維護(hù)不當(dāng)是軸承損壞的主要因素。

　　二、機(jī)械密封

　　渣漿泵輸送的介質(zhì)含固體顆粒，存在沖擊、結(jié)疤、堵塞等破壞因素。渣漿泵機(jī)械密封的故障主要表現(xiàn)在動(dòng)靜環(huán)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(jī)械密封時(shí)一定要認(rèn)真考慮機(jī)械密封的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)形式。

　　1. 機(jī)械密封材質(zhì)

　　機(jī)械密封動(dòng)靜環(huán)的材質(zhì)較為硬質(zhì)材料。通常，堿性介質(zhì)采用硬質(zhì)合金，酸性介質(zhì)采用碳化硅。對(duì)于堿性介質(zhì)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(duì)于油性介質(zhì)，密封圈采用丁腈橡膠。機(jī)械密封的金屬零件則要根據(jù)輸送介質(zhì)的性質(zhì)和溫度選擇相應(yīng)的材質(zhì)，通常機(jī)械密封金屬件的材質(zhì)要比泵過流部件的材質(zhì)優(yōu)一等級(jí)。

　　2. 機(jī)械密封結(jié)構(gòu)形式

　　由于渣漿泵輸送介質(zhì)含有顆粒，渣漿泵的機(jī)械密封彈簧一定要采用保護(hù)結(jié)構(gòu)或者彈簧外置，常用渣漿泵機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)如圖5所示，確保彈簧不與介質(zhì)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(gè)零件不規(guī)范，沒有按規(guī)定的壓力進(jìn)行試壓，同時(shí)保壓時(shí)間短，有瑕疵的零件沒有檢測(cè)出來。

　　2)泵整機(jī)組裝時(shí)，其密封處裝配不合格，整機(jī)沒有按規(guī)定做壓力檢測(cè)，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(zhì)具有硬度高、耐磨性好的特點(diǎn)，但容易出現(xiàn)一些鑄造下次，比如裂紋、砂眼等，所以在裝配前要對(duì)承壓件進(jìn)行單件壓力試驗(yàn)。

　　四、軸

　　對(duì)于斷軸的渣漿泵，進(jìn)行軸尺寸強(qiáng)度核算，經(jīng)驗(yàn)證其強(qiáng)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(qiáng)度和金相組織都滿足要求的情況下，出現(xiàn)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(fā)生損壞，同時(shí)前后護(hù)套有明顯摩擦痕跡，并龜裂。

　　經(jīng)分析，其斷軸原因主要是軸承損壞，其轉(zhuǎn)子在軸向力的作用下前后竄動(dòng)，與前后護(hù)板發(fā)生摩擦，軸承受的扭矩和彎曲應(yīng)力急劇變大，同時(shí)還要承受軸向沖擊，軸發(fā)生斷裂。

　　通常，渣漿泵的軸徑設(shè)計(jì)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(shí)，除了軸本身，我們還要著重考慮泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，軸受力的實(shí)際狀況，尤其要檢測(cè)轉(zhuǎn)子與前后護(hù)套是否產(chǎn)生摩擦碰撞。

　　五、操作規(guī)范

　　在現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)一些不規(guī)范的操作和管路設(shè)置，對(duì)泵可靠性有很大的影響。比如通過進(jìn)口閥門調(diào)節(jié)泵的性能參數(shù);泵的出口管路載荷強(qiáng)加在泵的出口法蘭上;泵長(zhǎng)時(shí)間反轉(zhuǎn);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(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行是隨著正確的使用、操作和仔細(xì)的維護(hù)而增強(qiáng)和延長(zhǎng)的。即使高品質(zhì)的泵，如果在不恰當(dāng)?shù)牟僮飨�，其可靠性也難免差強(qiáng)人意。所以要求操作者在操作泵之前，要仔細(xì)閱讀相關(guān)的產(chǎn)品安裝使用維護(hù)說明書。

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