真空泵常见机械故障分析

真空泵常见机械故障分析单级双吸泵真空泵的特点是把旋转水环当做活塞来改变泵腔的容积，以到达吸气、压缩和排气的目的，文中基于这类真空泵分析了轴裂、断的故障、真空泵叶片断裂、轴承磨损问题等方面的机械故障及相应的处理方法，这一研究对于相关安全性能的改良具有一定的意义。

单级双吸泵真空泵和普通的水泵作用一样，其特点是把旋转水环当做活塞来改变泵腔的容积，以到达吸气、压缩和排气的目的。它的零部件包括转子叶轮、泵壳、端板、阀片、轴承、进排气口、进口单向阀、轴端密封等。通常情况下，轴端是密封的，是利用带水封环的填料开展密封处理的，其中密封水是通过端板上的孔道导入导水封环位置的。真空技术网(http:///)发布本文主要是基于这类真空泵，分析了常见的机械故障问题，这一研究对于相关安全性能的改良具有一定的意义。1、真空泵机械故障分析

1.1、轴裂、断的故障分析

在使用真空泵的过程中，可能会出现轴裂的现象，这是因为真空泵的使用条件决定其运行过程中受力不一致，这就造成了轴与叶轮配合的部分发生磨损，扩大了轴与叶轮的间隙，随着叶轮在轴上窜动，间隙会越来越大，受力也越来不均匀，因此轴裂的间隙更大了。而且当叶轮在轴上不断窜动时，叶轮会一次又一次的和两侧泵盖碰撞磨损，这也会造成叶轮与泵盖间的间隙变大，甚至会使机泵失效，失去作用。研究分析断轴的断面，我们可以发现轴断的位置是非常特殊的，通常只有在键槽或截面突变处才会发生轴端，而且断面和轴线几乎重合，断面是光滑的，露出了金属物质，但是相对的下面比较粗糙，这也充分证明了是设备是由于长期使用造成的。

这种故障改如何改进呢?首先要改变轴的原材料。泵轴的制作物质是45#钢，调质处理后的布氏硬度HB是241～303。经验说明，它的硬度符合调制处理后的45#钢硬度。1Cr18Ni9Ti是最好的材料，这是转轴的工作环境决定的，因为这种材料耐磨性好、抗性强，有利于偏心载荷，到达转轴和轴孔的良好的配合效果。如果增加轴径后再对泵体、轴承等开展修改，能够满足设计要求，所以再次设计、改进真空泵是非常必要的。

1.2、真空泵叶片断裂

真空泵叶片断裂和掉落的现象也时有发生，而且是从根部断裂开始的，在起动期间发生最多。叶片断裂原因:叶片根部断裂是由于叶片在旋转过程中受力不均造成的。因为随着叶片的旋转，要受到两个互为反向的压力周期的作用，而且根部受弯矩最大，一定会损伤叶片的根部，断裂也就随之发生了。解决方法探讨:

(1)替换其他材料的叶轮，用铸钢材料最正确。

(2)调整起动的方式，也就是用绕线式电机变速起动环鼠笼式电机直接起动。

(3)根据SZ型真空泵的作用不同，提高设备性能。

1.3、轴承磨损问题

如果泵轴的工作环境能够使其腐蚀，就会使其表面粗糙，产生疲劳裂纹，降低轴的疲劳极限，下面我们以SZ-4型为例开展研究。

为了调整叶轮，使其和泵体两端的间隙均匀，我们可以使SZ-4型泵轴和叶轮相结合采用Φ90D/d，基孔制二级配合。这样的配合方式会造成腐蚀性气体腐蚀轴和叶轮的配合表面，因此间隙增加，叶轮和轴的碰撞也会减弱轴的强度。另外，SZ-4型水环式真空泵的轴承中有两个313单列向心球轴承，然而这种轴承并没有改变偏差的作用，而且对安装操作也提出了较高的要求。国外的设计作品中有的轴承中是使用前、后各一个双列向心球面球轴承或双列向心球面滚子轴承，如图1所示。

图1

西德产2BK4386-3Z(H)型泵就是采用前、后各一个单列向心短圆柱滚子轴承、各一个双向推力球轴承和二个压力弹簧。如图2所示。

图2

上面的两个例子说明国外的水环泵能够使轴在轴向、径向自动调位，因此能够减少安装过程的麻烦，也消除了SZ-4型泵轴的弊端。

在轴承设计中我们可以用3616双列向心球面滚子轴承代替313单列向心球轴承，这在很大程度上提高静负荷，从5400kg增加到16000kg，有利于降低在安装过程中的扭力，而且增加了轴承的更换时间周期。与此同时，用3613代替313轴承，会拓宽轴承的宽度，即从33mm增加到48mm，因此轴和轴承座尺寸也会有所变化。2、结束