摆动转子泵的使用和维修分析

摆动转子泵的使用和维修分析

Summary：摆动转子泵偏心曲轴旋转使转子沿缸体内壁与中心圆柱之间的环形空间做摆转运动，转子外壁与缸体内壁、转子内孔与中心圆柱外径分别同隔板一起形成两个吸入腔和两个排出腔，吸入腔与排出腔的容积随转子摆动不断发生周期性变化，完成介质的吸入和排出，由于结构简单合理，兼具泵和压缩机的特点，在许多工程中得到了广泛的应用。但是在使用过程中存在使用和维护不恰当的现象，使其经常出现故障而停止作业，影响正常工作的展开。根据摆动转子泵的特性及使用与维护的经验，总结出摆动转子泵使用和维修的有效方法，以供参考。Keys：摆动转子泵气液混输泵使用和维修1、绪论某公司共有14台BZYB系列摆动转子泵用于甲醇卸车，该泵在结构及性能上具有独特的特点，它快速的自吸能力，液、气混输的特点，保证了在不同的工作环境、工况下都能良好工作。2014年12月至2017年10月，机泵累计运行时间见图1，从中可以看出机泵的平均运行时间在3500h左右，因工艺原因，机泵启停频率高，每辆槽车卸车时间在40~50min。图1储运部摆动转子泵运行时间2、摆动转子泵的结构与工作原理2.1摆动转子泵的结构摆动转子泵的结构由缸体、中心圆柱、转子、隔板、导芯、插片、主轴和进出口总成组成，有前、后两个缸体，转子与中心圆柱构成的内腔压力高于转子与缸体构成的外腔压力，两者之比等于转子外径与转子内径之比，设有间隙密封阻止由于内、外腔高度不同导致的流体进口和流体出口的连通。2.2摆动转子泵工作原理摆动转子泵工作原理为偏心曲轴旋转使转子沿缸体内壁与中心圆柱之间的环形空间做摆转运动，转子外壁与缸体内壁、转子内孔与中心圆柱外径分别同隔板一起形成两个吸入腔和两个排出腔，吸入腔与排出腔的容积随转子摆动不断发生周期性变化，完成介质的吸入和排出。BZYB系列摆动转子泵在结构上采用曲柄滑块结构（如下图3-a所示），经演化变为3-b图所示。图b中的转子相当于图a中的连杆，曲轴相当于图b中的曲柄，而滑块对应于图a中的滑块，然后在以曲轴的旋转下转子产生的外轨迹圆为缸体，构成了完整的泵的结构原理图。由图b可以看出，缸体与转子形成的间隙密封点d（d’）和滑块将缸体分成了工作腔A和工作腔B（d和d’的距离在0.02~0.04mm之间）。当曲轴作逆时针转动时，套在曲轴上的转子也跟着旋转，但由于转子同时受到滑块的牵制，致使转子在缸体内作滚动加微量滑移的方式进行容积变换（如图b所示，转子上点a’对应于缸体上小微段a，当曲轴转了一个角度后转子上的b’对应于缸体上的小微段b，同样的c’对应于c，d’对应于d······）。随着曲轴旋转角度的加大，A腔体积也逐渐增大则形成真空，吸入介质；B腔体积则逐渐减少，强迫介质从排出口排出。随着曲轴的不断旋转，A腔和B腔的体积就不断地发生周期性的变化，达到泵送的目的。图2曲柄滑块机构及其演化3、摆动转子泵的合理维修及有效保养3.1转子泵2017年维修情况摆动转子泵在2017年维修总计30次，上半年摆动转子泵维修次数较多，尤其是在4、5月份，问题突发比较严重。另外，上半年机泵维修时损伤较多，不仅密封件损坏，同时主轴、缸体、转子均有不同程度损伤，对于维修带来了很多的困难，通过采取一系列措施，下半年摆动转子泵的维修次数已大大减少，仅占本年度维修总数的23.3％，并且机泵内部结构良好，仅需更换易损件，无其他损伤，维修起来较为方便，也很经济。3.2典型问题分析3.2.1转子接触面磨损转子接触面磨损严重，转子与缸体端面总间隙要求为0.03～0.04mm，间隙非常小，对颗粒物非常敏感，如果有细微杂质进入泵体内部，会对转子部件产生严重的磨损。由于甲醇槽车来源纷杂，槽车底部存留杂质，被转子泵抽出，积聚在入口过滤器内，尤其是其中铁屑，如果不及时清理，容易进入转子泵内部，造成转子部件严重磨损。4.2.2插片连接螺栓断裂

摆动转子泵在工作时，不能精确对中的导芯施加外力到插片上，使连接螺栓承受较大的剪切应力、弯曲应力和交变应力，见示意图3。中间缸体和连接螺栓相对静止，导芯不能精确对中后，导芯传力至插片，导致插片与缸体间连接螺栓横承受交变应力。所以，导芯、插片间要求精确对中，两侧的间隙各控制在0.20mm左右，转子是在曲轴和滑块的共同牵引下完成的运动，如果转子产生其它的外力，比如内部进入细小微粒，将会改变滑块的运动轨迹，导致滑块和插片间磨损变大，进而改变转子的运动轨迹，以此循环，从而导致插片连接螺栓最先断裂，而其他转动部件也产生相应的磨损。

图3螺栓连接示意图从图3中可以看出，导芯是上下移动，如果导芯不能精确对中，则会从力F变为F’,作用到插片上，对螺栓既形成弯矩又有剪力，因而既有正应力又有切应力，这种情况即为剪切弯曲，同时承受交变应力，因而被沿着插片和缸体接触面切断，只有在导芯、插片间隙过大的情况下，才会发生这样的事情，一般此时导芯和插片的间隙已经超过1mm，远大于要求的0.40~0.50mm之间，通过监测机泵的振动，及时更换导芯和插片，使配合间隙合理，能有效避免此类情况的发生。4.2.3油封的失效

摆动转子泵前侧中心圆柱使用机械密封，可以保证密封效果，后侧中心圆柱及转子连接轴承处使用骨架油封进行密封，由于机泵的频繁启动以及经常性的抽空，导致骨架油封失效情况特别多。油封失效后，使得介质通过油封渗漏进轴承，从而冲洗掉轴承的润滑脂，使得轴承发生干磨，由于过热发生保持架变形，使得轴承失效，机泵卡死。4.3采取维护措施

通过对摆动转子泵常见的几个问题进行分析，并制定相应的维护措施，摆动转子泵运行情况得到了良好的提升，维修频次已经得到控制，现结合维修时遇到的其它情况进行归纳总结，制定出如下的维护措施。（1）过滤器的定期清理，每月定期清理机泵入口过滤器，因为槽车内部杂质较多，尤其是一些铁屑，容易进入缸体内部，对转动部件产生磨损，通过定期对入口过滤器的清理，可有效减少铁屑杂质的进入。（2）进出口管线的找正，泵应能承受一定的管道载荷和热膨胀引起的外力和外力矩（可参考SH/T石油化工转子泵工程技术规范），但是过大的进出口应力则会对机泵运行产生危害，通过对机泵连接管线进行找正，消除外应力，保证机泵在良好的工作状态下运行。（3）振动值的监测，每天对机泵振动值进行测量两次，如振动值超出4mm/s时，对机泵进行监护运行，并且适时进行维修；如果进排口总成处声音异响，振动值偏大，则可判断为导芯、插片间隙过大，造成隔板与导芯的碰撞，也应进行及时维修。（4）及时更换易损件，摆动转子泵前侧密封为机封密封，后侧密封为骨架油封，因为机泵长期频繁启停及抽空作业，对骨架油封损伤较大，如维修不及时，物料渗漏至轴承处，会造成轴承失效，机泵卡死。所以，应对机泵进行定期的密封检查与维护，如发现有物料渗漏情况，应及时拆检机泵，更换易损件。5、结语摆动转子泵经过采取一系列的维护措施，已经降低机泵问题出现概率的频次，从原来的发生问题后检修到现在的对机泵进行状态监测维修，只需更换少量的易损件便能有效决绝问题。从中既可以节约大量的人力、财力，又能满足现场的卸车要求，从而更高效的做到生产运行的经济性和稳定性！