螺桿泵故障分析和處理
近些年國內(nèi)對于螺桿泵的發(fā)展和需求形勢良好，以前國內(nèi)的螺桿泵，由于制作難度大、精度要求高，并且相關(guān)技術(shù)資料和理論認(rèn)識方面比較缺少，再加上價格比較高的因素，所以只能使用在比較重要的工業(yè)和軍gong等部門。由于它自身的優(yōu)點，目前各個領(lǐng)域都首先考慮選螺桿泵來輸送各種液體介質(zhì)。如：石油化工、機(jī)械制作、船舶、飲料、食品、液壓傳動、輕紡工業(yè)、建筑行業(yè)、環(huán)保等方面。由于它結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)能，具有良好的自吸能力，輸入液體平穩(wěn)連續(xù)無攪動，使用壽命長，維護(hù)操作方便，振動噪音小，因此逐步被人們認(rèn)識選用，其使用領(lǐng)域也越來越廣。
1 螺桿泵的故障分析和處理方法
由于螺桿泵的用途廣泛，同時輸入的介質(zhì)品種也越來越多，尤其是使用在高溫、高壓、高粘度和帶顆粒雜質(zhì)或含油氣混輸?shù)葓龊?，必須根?jù)不同的使用場合，在螺桿泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計、型線組合、主要零件材料的選擇、加工工藝和熱處理方法等方面做不同的考慮，尤其是選型上，因為螺桿泵目前分別有單螺桿泵、雙螺桿泵(由各種型線組合規(guī)格，單吸和雙吸結(jié)構(gòu))、三螺桿泵(有單雙吸結(jié)構(gòu))和五螺桿泵(有單雙吸結(jié)構(gòu))，否則會因為選型不合理而增加螺桿泵的故障率。
本文主要介紹雙螺桿泵和三螺桿泵的故障分析和處理方法。
2 流量達(dá)不到規(guī)定要求
(1)泵在試驗臺上達(dá)不到規(guī)定要求(在規(guī)定的壓力、吸上真空度、換算到規(guī)定的轉(zhuǎn)速、粘度的情況下)：
(a)泵在設(shè)計時的容積效率取得過高，需重新設(shè)計泵的節(jié)圓直徑，降低容積效率，降低節(jié)圓直徑。在已定的結(jié)構(gòu)尺寸的情況下，適當(dāng)改變螺桿的導(dǎo)程來滿足規(guī)定要求。
(b)螺桿的嚙合間隙過大，應(yīng)適當(dāng)減小螺桿型面嚙合間隙，改變密封腔個數(shù)。適當(dāng)減小中心距、內(nèi)外圓底徑與螺桿襯套孔之間的間隙，并檢查計算它的組合公差是否符合圖紙要求。
(c)注意輸送液體的粘度是否發(fā)生變化，油溫度是否過高，定期檢查油的粘度，必要時更換試驗用油。適當(dāng)減低油溫，保持粘度穩(wěn)定，當(dāng)油箱容積較小的情況，應(yīng)該加冷卻系統(tǒng)。
(d)注意螺桿內(nèi)部回油系統(tǒng)中的孔徑、平衡活塞的間隙、 滑動軸承的尺寸公差是否符合規(guī)定要求。適當(dāng)縮小回油孔徑。適當(dāng)減小配合處的間隙，減小泄漏。
(e)注意安全閥是否密封和彈簧的預(yù)緊力是否調(diào)節(jié)好。安全閥要做密封性試驗或者暫時關(guān)閉。測量安全閥彈簧的有光特性。
(2)在用戶現(xiàn)場流量達(dá)不到規(guī)定要求：
(a)首先查看管道系統(tǒng)中，泵的壓力表和真空表是否符合規(guī)定要求。泵的排出口壓力表不能超過規(guī)定值，當(dāng)壓力表數(shù)值超過規(guī)定值時，泵的流量會降低。泵的真空表數(shù)值過大和過小也會降低泵的流量，其中可能過濾器堵塞，管道阻力過大(其中彎頭、閥門長度多少也影響阻力)，或者吸入管道漏氣。
(b)查看輸送液體介質(zhì)的溫度，如果溫度過高要采取降溫措施。
(c)要測量泵的轉(zhuǎn)速是否符合要求，也可查電壓是否正常。
(d)查閱泵的使用年限，判斷主要零部件磨損情況，及時更換。
3 排出壓力在用戶現(xiàn)場達(dá)不到規(guī)定要求(在出廠試驗合格的情況下)
(1)用戶系統(tǒng)裝置存在的問題
(a)吸入系統(tǒng)管道有漏氣現(xiàn)象。此時介質(zhì)吸入量不足，產(chǎn)生真空表度數(shù)上不去，因而排出流量下降，所以壓力上不去。
(b)吸入系統(tǒng)裝置的濾網(wǎng)堵塞。此時介質(zhì)吸入量也會不足，并使真空表數(shù)值超過規(guī)定值范圍，泵發(fā)生振蕩和噪音，壓力表和真空表指針擺動激烈，壓力上不去。
(c)吸入系統(tǒng)裝置的阻力太大，影響泵吸入性能。
(d)用戶排出系統(tǒng)的壓力與泵排出壓力不匹配，影響泵的排出壓力上不去，也就是說用戶的壓力系統(tǒng)的負(fù)載發(fā)生變化而造成排出壓力上不去。
(2)用戶使用不當(dāng)和安裝不規(guī)范
(a)新泵使用時泵腔內(nèi)應(yīng)充滿工作液體，排出空氣。當(dāng)流量不足時，泵的排出壓力也上不去，而且由于一時的干摩擦，易導(dǎo)致機(jī)封、螺桿與襯套、軸承等零部件的損壞。
(b)隨意裝拆調(diào)節(jié)安全閥，造成泄漏，泵的壓力也上不去。
(c)泵安裝的管道太長，彎頭閥門太多或者泵的吸上高度超過規(guī)定值，將造成泵的流量下降，那么泵的排出壓力也上不去。
(d)所輸入的液體介質(zhì)粘度低于規(guī)定的粘度范圍值， 使泄漏量增加，壓力也要下降。
(e)對于雙吸泵的機(jī)封處在負(fù)壓下工作時，一旦機(jī)封損壞容易造成漏氣現(xiàn)象，也影響泵的壓力波動。
(f)當(dāng)螺桿泵的襯套以及滑動軸承、平衡活塞磨損太大，造成流量下降，隨之壓力下降。按規(guī)定，當(dāng)流量比原來下降15%時，就要更換磨損的零部件，確保泵的經(jīng)濟(jì)性。
4 泵振動噪音超過規(guī)定的指標(biāo)
泵和電機(jī)工作時發(fā)生振動、噪聲超標(biāo)的原因：
(1)泵方面產(chǎn)生的因素
(a)因螺桿工作螺旋長度不合理而產(chǎn)生振動噪音。一般單級泵工作螺旋長度取L=(1.2-1.5)H，多級泵取L=Z×H+0.09H(Z為密封腔數(shù))。
注意：盡管講螺桿泵運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)無脈動和攪動，但實際上還是脈動的，只是相對活塞泵、柱塞泵、齒輪泵等而言，其脈動頻率F=(N×H)/60，所以應(yīng)盡量使泵自身頻率與基座的自振頻率錯開大一點，或者采取隔振措施，免產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
(b)泵結(jié)構(gòu)設(shè)計時盡量提高殼體，螺桿等主要零部件的剛度，減少撓度，一般使用場合殼體和底座盡量使用鑄鐵，軍ping要使用鑄鋼、銅和焊接件，這樣有助于減少振動和噪音。
(c)泵體進(jìn)出口腔的流道設(shè)計得順滑，流速平穩(wěn)，不要設(shè)計得一會兒收縮，一會兒擴(kuò)大，這樣會產(chǎn)生流體沖擊振動和噪音，流速盡量低一些。
(d)對于螺旋進(jìn)口端與出口端建議成180°，使其質(zhì)量盡量平衡，分體均勻，減少不平衡質(zhì)量，使其運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，必要時可作動平衡試驗。
(e)合理選擇旋轉(zhuǎn)零件的公差配合和形位公差，提高同心度和對稱度精度。
(f)提高螺桿精度和加工設(shè)備自身精度等級，同時增加一些工裝，提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時可達(dá)到零部件的互換。
(g)盡量避免泵在汽蝕情況下工作為延長泵的使用壽命，宜定期檢查維修。
(h)泵輸送的液體粘度超過規(guī)定要求，使其輸送粘度阻力加大，產(chǎn)生汽蝕，振動噪音增大，可采取輸送介質(zhì)加溫和管道保溫措施降低輸送阻力。
(2)機(jī)組安裝和系統(tǒng)布置產(chǎn)生的因素
(a)泵的電機(jī)和聯(lián)軸器安裝時應(yīng)保持對中、同心，隨著機(jī)組的轉(zhuǎn)速提高其安裝精度也要相應(yīng)提高。
(b)系統(tǒng)管路布置要合理，盡量減少彎頭閥門長度，必要時做系統(tǒng)管道阻力計算，其值不要超過泵允許吸入能力，同時要計算原中心與油箱或油池液面的相對幾何高度，此值與管道阻力一起考慮，不要超過規(guī)定要求。
(c)系統(tǒng)裝置的油箱要有足夠的油量，使其保證有足夠的液面高度，對于油面有變化的油艙，油罐應(yīng)有低液面報警裝置，或保護(hù)設(shè)備避免泵產(chǎn)生汽蝕或抽空現(xiàn)象，尤其對三螺桿泵更為重要。
(d)泵吸入管道的布置不應(yīng)有高于泵吸口高度的彎管現(xiàn)象(增壓的管道除外)存在，同時管道連接處、閥門等不得有漏氣現(xiàn)象。
(e)泵吸入管道上的過濾器要定時清洗，一旦堵塞或流通截面過小也要產(chǎn)生振動和噪音，一般取濾網(wǎng)流通面積為吸管面積的6~10倍，如果輸送介質(zhì)粘度很大時，倍數(shù)還要增加，三螺桿泵取80目以上，雙螺桿泵取40~60目。
(f)對于高粘度介質(zhì)液體在泵吸口要設(shè)置加熱設(shè)備，管道和泵要設(shè)置保溫措施，尤其在北方冬天使用場所，其中可采用蒸汽和電熱或?qū)嵊偷确椒ā?br />
(g)吸入系統(tǒng)和排除系統(tǒng)的管路要用支架固定，避免產(chǎn)生振動。
(h)安裝的電機(jī)組啟動時要觀察電機(jī)的轉(zhuǎn)向是否與泵要求的轉(zhuǎn)向一致，采用點擊啟動，及時更正以確保機(jī)組安全。
5 其他方面發(fā)生的故障和處理方法
(1)泵的軸承處溫度過高：
(a)泵與電機(jī)和聯(lián)軸器同心度較差，重新對中校核。
(b)軸承和密封腔回油管路直徑大小或堵塞。
(c)主桿軸向力沒有平衡好，殘留軸向力過大。
(2)泵的襯套、螺桿、軸承等主要旋轉(zhuǎn)部件磨損過快：
(a)泵輸送的液體介質(zhì)中有雜質(zhì)，加大過濾器的目數(shù)和過流面積。
(b)增大螺桿表面的硬度，選擇耐磨性好的材料。
(c)提高旋轉(zhuǎn)零部件的同心度和裝配對中的精度。
(d)減少螺桿不平衡的質(zhì)量和熱處理彎曲變形。
(3)機(jī)封漏油：
(a)機(jī)封裝配時，密封面對軸線不垂直，要重新配研。
(b)機(jī)封本身質(zhì)量有問題，重新更換機(jī)封。
(c)機(jī)封腔的壓力過高，采取措施降低腔內(nèi)的壓力(加大回油量或者減小高壓腔的泄漏量)。
(d)機(jī)封腔中的油溫過高使油粘度變稀，可加大回油量，可調(diào)節(jié)機(jī)封彈簧的預(yù)緊力。
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