旋涡泵的故障分析及改进1

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1、旋涡泵故障分析及改进浙江衢化氟化学有限公司施国有李智摘要：论述某型旋涡泵故障分析及改进方法。分析了该泵在生产使用后出现的设计上的不足，并提出改造方案，通过对轴套内密封环的改造，成功的解决了该泵在运行中出现的流量不稳，机械密封寿命短，叶轮磨损大的缺点。关键词：漩涡泵轴套密封圈叶轮轴向间隙定位ImproveThroughAnalyseTheClearancebetweenimpellersandpumpwallOfVortexPumpAbstract:Keywords:VortexPump;axialclearance;impellers；orientation一、概述我公司某

2、制冷剂装置P-A603是国内某公司生产的XWB型旋涡泵，投用后不久便出现压力、流量不稳现象，泵壳内有摩擦声，机械密封失效频繁，造成该泵检修频率较高。经多次的检修后，发现主要突出的问题是叶轮与机械密封动静环磨损严重，而这些部件损坏都是需要更换，为此发生的检修费用也较高。通过对该泵问题的研究，查找问题根源，采取措施加以改进，从而提高设备的运行可靠性。下表为该泵自2007.06到2008.01时间内检修情况统计：序现象原因次数更换零件1机械密封泄漏机封磨损4机封2泵头运行异响，流量和扬程下降叶轮与泵盖、泵体磨擦，或轴承与叶轮装配处振动磨损3叶轮如此频繁检修必然存在着一些未被我们所

3、发现的原因，因此就有必要对该泵进行仔细分析，查找出根本原因，并将以解决。二、泵基本结构PA-603泵基本结构如图1所示，轴由轴承座的两只向力推力滚动轴承定位，用于安装机械密封的轴套被安装在5轴上，叶轮固定在轴套的一端，由轴套上的台阶来定位，并用螺栓及压紧固定垫片将叶轮压紧，叶轮上开有平衡孔。在泵出厂前就通过装配保证叶轮与两侧盖板的轴向间隙2a=0.17～0.20毫米。叶轮与泵壳隔舌的径向间隙c=0.15～0.20毫米。而轴套与轴之间的密封是采用两只V型密封件来完成。根据旋涡泵的结构可以知道，在实际使用过程中，叶轮与两侧盖板之间的间隙是保证泵运行压力及流量的关键。三、原因分析

4、及处理根据该泵基本结构及原理，泵解体后所发现零件损坏情况图1：基本结构图分析，发现造成这些问题的根本原因是该泵存在着的设计缺陷。1、轴套采用了V型密封圈，并安装在轴向位置，这造成叶轮侧隙在使用过程中产生变化，并引起叶轮轴向压紧力松动，造成叶轮轴向磨损，叶轮内孔定位部位产生振动磨损。为了简化装配工艺,大多数的国产旋涡泵采用沿轴向将叶轮固定在轴上，以保证叶轮和泵体之间的间隙能固定在某一定值。XWB旋涡泵就是采用这种轴向固定的方法。轴套采用轴向安装的V型密封圈，其初衷是为了密封轴套与轴之间的间隙，然而V型四氟密封圈在装配中要承受轴向力，并成为保证叶轮得以拧紧在轴端的一个部件。在实

5、际使用过程中，由于四氟在使用中要受到来自叶轮两侧压差形成的轴向力，以及在检修中多次被拧紧，而且每次拧紧力也会有所不同，这样势必造成密封圈厚度减薄，对于侧隙要求小于0.10mm（单侧）5的叶轮来说，侧隙就会产生微小的变化，都会引起叶轮与侧盖相磨擦，影响泵的性能。严重的会发生由于叶轮压紧螺栓拧紧力减少，叶轮松动，产生高频摆动，造成叶轮定位部位出现振动磨损。2、叶轮上的压紧固定垫设计不合理，通过对其测量，压板凸边内径小于轴上键安装后最大外圆直径，造成压板在压紧叶轮时倾斜压紧，出现“点”接触，这也是造成叶轮出现振动磨损的一个重要原因。　3、在整个泵整体设计中，用以调整叶轮侧隙的零件

6、，不够明确，影响检修质量。在使用过程中难免会出现叶轮磨损或更换零件，这些变化都会造成装配尺寸发生变化，必定会涉及叶轮间隙的调整　，然而在该泵设计中间隙的调整似乎较难完成，唯一可行的就是在轴向零件之间增加垫片（包括在轴承压盖上增减垫片），一方面由于可加垫片位置较多，造成检修人员在检修方法上不够统一，另一方面对于要达到高要求的叶轮间隙，也没有一定合适的垫片可选择，影响了检修质量。如果采用如四氟垫片等软垫片，装配后的间隙也会在使用过程中出现变化，金属垫片则必较难加工。因此不合理的设计造成了检修难度较大，检修质量难以保证。4、轴套上的密封圈选型不合理，使得轴套与轴之间易出现泄漏，会

7、造成是机械密封泄漏的现象。　　因此，可以得出该泵在围绕叶轮定位设计上存在着较大的不足，针对前面所提的不足之处做如下变动，进行了以下的改进：1、密封结构改进如图2，在轴套与轴之间的密封采用了两只橡胶O型圈密封，原V型四氟垫片取消改为一只金属垫片。这样保证了轴套与轴的密封更为可靠，同时也解决了原V型垫圈变形造成轴套、叶轮的装配出现松动，而损坏泵。5图22、增大压紧固定垫的直径，保证其不会压到键，出现“点”压紧的现象，使得压紧垫片能够完全贴合地压紧叶轮。3、采用一种新的调整叶轮侧隙的方法，使得叶轮侧隙调整更为方便、准确，