高转速螺杆泵的定转子长度很短


病害基本上发生在雨季。开始时路面呈现小块网裂,以后面积逐渐扩大。
严重时基层往上冒白浆、路面下沉。当沥青粘附性损失时,沥青层松散,并拌有坑槽。
适当减少填料和沥青用量,生产前通过马歇尔试验,确定标准配合比。严格控制原材料进厂质量,不合格原材料不得投入生产。O~5mm细集料堆放应有防雨棚,防止雨水进入。
采购0~5mm材料时应控制好质。螺杆泵是一种单螺杆式输送泵、它的主要工作部件是转子和定子。
螺杆泵工作原理是当电动泵轴转动时,螺杆一方面绕本身的轴线旋转,另一方面它又沿衬套内表面滚动,螺杆泵利用偏心单螺旋的螺杆在双旋衬套内的转动,使浓浆液沿螺旋槽由吸入口推移至排出口,实现泵的输送功能。
螺杆泵零件少,结构紧凑,体积小,维修简单。
设计生产的三螺杆泵属于3G型国家标准转子式容积泵和3GBW保温型转子式容积泵两种类型螺杆泵,其外型安装尺寸相同,具有加热和冷却功能。该螺杆泵结构简单、维修方便、体积小、流量稳定、噪音低、自吸能力强、不泄漏、压力高、耐高温、可以倒转、经久耐用。
钢铁工业属资本、资源密集型和高耗能、高污染的产业,建立与产业特点相对应的准人机制,是走新型工业化道路的必然要求。
市场准人条件的提高符合钢铁工业现代化的发展方向,目的就是要规范和提高市场准入者的素质,淘汰落后能力。螺杆泵的流量与转速成线性关系,相对于低转速的螺杆泵,高转速的螺杆泵虽然能增加了流量和扬程,但功率明显增大,高转速加速了转子与定子间的磨耗,必定使螺杆泵过早失效,而且高转速螺杆泵的定转子长度很短,极易磨损,因而缩短了螺杆泵的使用寿命。通过减速机或无级调速机构来降低转速,使勘转速保持在每分三百转以下较为合理的范围内,与高速运转的螺杆泵相比,使用寿命能延长几倍。


延伸阅读:水泵震动的原因及处理方法
针对水泵机组的各部件存在的振动,分析了产生振动的原因。
从水泵的水力、机械结构设计,到泵的安装、运行、维护等方面几提出了减轻泵振动的措施。
结果表明,保证泵零部件结构尺寸、精度与泵的无过载性能等水力特性相适应;保证泵的实际运行工况点与泵的设计工况点吻合;保证加工精度与设计精度的一致性;保证零部件安装质量与其运行要求的一致性;保证检修质量与零部件磨损规律的一致性,可以减轻泵的振动。
振动是评价水泵机组运行可靠性的一个重要指标。振动超标的危害主要有:振动造成泵机组不能正常运行;引发电机和管路的振动,造成机毁人伤;造成轴承等零部件的损坏;造成连接部件松动,基础裂纹或电机损坏;造成与水泵连接的管件或阀门松动、损坏;形成振动噪声。
引起水泵振动的原因是多方面的。泵的转轴一般与驱动电机轴直接相连,使得泵的动态性能和电机的动态性能相互干涉;高速旋转部件多,动、静平衡沐能满足要求;与流体作用的部件受水流状况影响较大;流体运动本身的复杂性,也是限制泵动态性能稳定性的一个因素。    1对引起泵振动原因的分析    1.1电机    电机结构件松动,轴承定位装置松动,铁芯硅钢片过松,轴承因磨损而导致支撑刚度下降,会引起振动。
质量偏心,转子弯曲或质量分布问题导致的转子质量分布不均,造成静、动平衡量超标川。另外,鼠笼式电动机转子的鼠笼笼条有断裂,造成转子所受的磁场力和转子的旋转惯性力不平衡而引起振动,电机缺相,各相电源不平衡等原因也能引起振动。电机定子绕组,由于安装工序的操作质量问题,造成各相绕组之间的电阻不平衡,因而导致产生的磁场不均匀,产生了不平衡的电磁力,这种电磁力成为激振力引发振动。
1.2基础及泵支架    驱动装置架与基础之间采用的接触固定形式不好,基础和电机系统吸收、传递、隔离振动能力差,导致基础和电机的振动都超标。水泵基础松动,或者水泵机组在安装过程中形成弹性基础,或者由于油浸水泡造成基础刚度减弱,水泵就会产生与振动相位差1800的另一个临界转速,从而使水泵振动频率增加,如果增加的频率与某一外在因素频率接近或相等,就会使水泵的振幅加大。另外,基础地脚螺栓松动,导致约束刚度降低,会使电机的振动加剧。
1.3联轴器    联轴器连接螺栓的周向间距不良,对称性被破坏;联轴器加长节偏心,将会产生偏心力;联轴器锥面度超差;联轴器静平衡或动平衡不好;弹性销和联轴器的配合过紧,使弹性柱销失去弹性调节功能造成联轴器不能很好地对中;联轴器与轴的配合间隙太大;联轴器胶圈的机械磨损导致的联轴器胶圈配合性能下降;联轴器上使用的传动螺栓质量互相不等。这些原因都会造成振动。    1.4离心泵叶轮    。
①离心泵的叶轮质量偏心。叶轮制造过程中质量控制不好,比如,铸造质量、加工精度不合格;或者输送的液体带有腐蚀性,叶轮流道受到冲刷腐蚀,导致叶轮产生偏心。
②离心泵叶轮的叶片数、出口角、包角、喉部隔舌与叶轮出口边的径向距离是否合适等。
③使用中叶轮口环与离心泵的泵体口环之间、级间衬套与隔板衬套之间,由最初的碰摩,逐渐变成机械摩擦磨损,这些将会加剧离心泵的振动。    1.5传动轴及其辅助件    轴很长的泵,易发生轴刚度不足,挠度太大,轴系直线度差的情况,造成动件(传动轴)与静件(滑动轴承或口环)之间碰摩,形成振动。另外,泵轴太长,受水池中流动水冲击的影响较大,使泵水下部分的振动加大。
轴端的平衡盘间隙过大,或者轴向的工作窜动量调整不当,会造成轴低频窜动,导致轴瓦振动。旋转轴的偏心,会导致轴的弯曲振动。
1.6水泵选型和变工况运行    每台水泵都有自己的额定工况点,实际的运行工况与设计工况是否符合,对泵的动力学稳定性有重要的影响。水泵在设计工况下运行比较稳定,但在变工况下运行时,由于叶轮中产生径向力的作用,振动有所加大;单泵选型不当,或是两种型号不匹配的泵并联。这些都会造成泵的振动。
1.7轴承及润滑    轴承的刚度太低,会造成第一临界转速降低,引起振动。另外,导轴承性能闭不良导致耐磨性差,固定不好,轴瓦间隙过大,也容易造成振动;而推力轴承和其他的滚动轴承的磨损,则会使轴的纵向窜动振动以及弯曲振动同时加剧。
润滑油选型不当、变质、杂质含量超标及润滑管道不畅而导致的润滑故障,都会造成轴承工况恶化,引发振动。电动机滑动轴承油膜的自激也会产生振动。
1.8管道及其安装固定    泵的出口管道支架刚度不够,变形太大,造成管道下压在泵体上,使得泵体和电机的对中性破坏;管道在安装过程中较劲太大,进出口管路与泵连接时内应力大;进、出口管线松动,约束刚度下降甚至失效;出口流道部分全部断裂,碎片卡人叶轮;管路不畅,如出水口有气囊;出水阀门掉板,或没有开启;进水口有进气,流场不均,压力波动。
这些原因都会直接或者间接地导致泵和管路的振动。
1.9零部件间的配合    电机轴和泵轴同心度超差;电机和传动轴的连接处使用了联轴器,联轴器同心度超差;动、静零部件之间(如叶轮毅和口环之间)的设计间隙的磨损变大;中间轴承支架与泵筒体间隙超标;密封圈间隙不合适,造成了不平衡;密封环周围的间隙不均匀,比如口环未人槽或者隔板未人槽,就会发生这种情况。这些不利因素都能造成振动。    1.10水泵自身的因素    叶轮旋转时产生的非对称压力场;吸水池和进水管涡流;叶轮内部以及涡壳、导流叶片漩涡的发生及消失;阀门半开造成漩涡而产生的振动;由于叶轮叶片数有限而导致的出口压力分布不均;叶轮内的脱流;喘振;流道内的脉动压力;汽蚀;水在泵体中流动,对泵体会有摩擦和冲击,比如水流撞击隔舌和导流叶片的前缘,造成振动;输送高温水的锅炉给水泵易发生汽蚀振动;泵体内压力脉动,主要是泵叶轮密封环,泵体密封环的间隙过大,造成泵体内泄漏损失大,回流严重,进而造成转子轴向力的不平衡和压力脉动,会增强振动。
另外,对于输送热水的热水泵,如果启动前泵的预热不均,或者水泵滑动销轴系统的工作不正常,造成泵组的热膨胀,会诱发启动阶段的剧烈振动;泵体来自热膨胀等方面的内应力不能释放,则会引起转轴支撑系统刚度的变化,当变化后的刚度与系统角频率成整倍数关系时,就发生共振。
2消除水泵振动的方法    2.1从设计制造环节消除振动    2.1.1机械结构设计方面注意的问题    1)轴的设计。增加传动轴支撑轴承的数目,减小支撑间距,在适当范围内减小轴长,适当加大轴的直径,增加轴的刚度;当泵轴转速逐渐增加并接近或整数倍于泵转子的固有振动频率时,泵就会猛烈振动起来,所以在设计时,应使传动轴的固有频率避开电机转子角频率;提高轴的制造质量,防止质量偏心和过大的形位公差。    2)滑动轴承的选择。
采用无须润滑的滑动轴承;在液态烃等化工泵中,滑动轴承材料应采用具有良好自润滑性能的材料,比如聚四氟乙烯;在深井热水泵中,导流衬套选择填充聚四氟乙烯、石墨和铜粉的材质,并合理设计其结构,使滑动轴承的固定可靠;叶轮密封环和泵体密封环处采用摩擦因数小的摩擦副,比如M20lK石墨材料一钢;限制最高转速;提高轴瓦承载能力及轴承座的刚度。
3)使用应力释放系统。
对于输送热水的泵,设计时,应使由泵体变形而引起的连接件之间的结构应力得以释放,比如在泵体地脚螺栓上面增加螺栓套,避免泵体直接和刚度很大的基础接触。    2.12水泵的水力设计注意事项    1)合理地设计水泵叶轮及流道,使叶轮内少发生汽蚀和脱流;合理选择叶片数、叶片出口角、叶片宽度、叶片出口排挤系数等参数,消除扬程曲线驼峰;泵叶轮出口与蜗壳隔舌的距离,有资料认为该值为叶轮外径的十分之一时,脉动压力最小;把叶片的出口边缘做出倾角(比如做成20。左右),来减小冲击;保证叶轮与蜗壳之间的间隙;提高泵的工作效率。
同时,对泵的出水流道等相关流道进行优化设计,减少水力损失引起的振动。合理设计各种泵的进水段处的吸入室,以及压缩级的机械结构,减少压力脉冲,可以保证流场稳定,提高泵的工作效率,减小能量损失,也可以提高泵的振动动态性能的稳定性。    2)汽蚀振动是泵振动的很重要的一部分。
当泵的人口压力低于相应水温下的和压力时,会发生伴随剧烈振动的汽蚀。减小汽蚀的措施包括:确定水泵的安装高度时,使装置的有效汽蚀余量大于泵的最小装置汽蚀余量;适当加大进水管直径,缩短进水管长度,减少管路附件,通流部分断面变化率力求最小,提高管壁的粗糙度;减少弯头数目和加大管道转弯角度;降低水泵的工作转速;采用抗空化汽蚀的材料,比如不锈钢,或在容易发生汽蚀的部位涂环氧树脂;进水流道设计要合理,力求平滑,使进人叶轮的水流速度和压力分布均匀,避免局部低压区;提高制造加工质量,避免因为叶片型线不准确造成局部流速过大,压降过多;提高泵装置的抗汽蚀性能,包括在泵的进口处设置水力增能器,增能器的结构,提高泵的吸人压头,从而提高泵装置汽蚀余量;增加几何倒灌高度;尽量减少进水管路水头损失;采用双吸式泵。
为了保证吸水管或压水管内无空气积存,吸水管的任何部分都不能高过水泵的进口。
为了减小人水口处的压力脉动,吸水管路直径应比泵人口直径大一个尺寸数量级,以便水流在泵人口处有一定的收缩,使流速分布比较均匀,同时还应当在泵人口前有一段直管,直管长度不小于管路直径的10倍。
注意创造良好进水条件,进水池内水流要平稳均匀,以消除伴随卡门涡旋的振动。    3)基础的设计。基础的重量应为泵和电机等机械重量总合的三倍以上;盛水池的基础应具有相当的强度;电机支架与基础最好做成一体或做成面接触;在泵和支架之间设置隔振垫或隔振器。
另外,在管路之间采用减振材料连接,减少管路布置,可以消除弹性接触和水力损失带来的振动。    2.2从安装和维护过程作为消除水泵振动的方法    1)轴和轴系。
安装前检查水泵轴、电机轴、传动轴有没有弯曲变形、质量偏心的情况,若有,则必须矫正或者进一步加工;检查与导轴承接触的传动轴,是否因弯曲而摩擦轴瓦或衬套而使自己受激力。
如果监测表明,轴实际上已经弯曲了,则矫正泵轴。同时,检查轴的端间隙值,若该值过大,则表明轴承已磨损,需更换轴承。
2)叶轮。
动、静平衡是否合格。
3)联轴器。螺栓间距是否良好;弹性柱销和弹性套圈结合不能过紧;联轴器内孔与轴的配合是否过松,若太松,可采用诸如喷涂的方法来减小联轴器内径直至其达到过渡配合所要求的尺寸,而后将联轴器固定在轴上。    4)滑动轴承。间隙值是否符合标准;各处润滑是否良好;提高泵的轴瓦检修工艺水平,严格遵循先刮瓦、后研磨、再刮瓦的循环程序,保证轴瓦与轴颈的接触面积达到规定的标准:    。
①泵轴颈与轴承间隙值,通过更换前后轴承、研磨、刮瓦、调整等手段达到合格。
②泵轴承体与轴承箱球面顶间隙值合格。
③泵轴轴承下瓦和泵轴轴颈接触点及接触角度:标准规定下瓦背与轴承座接触面积应在60%以上,轴颈处滑动接触面上的接触点密度保持在每平方厘米2一4个点,接触角度保持在60“一90”。    5)支架和底板。及时发现有振动的支撑件的疲劳情况,防止因为强度和刚度降低造成固有频率下降。
6)间隙和易损件。保证电机轴承间隙合适;适当调整叶轮与涡壳之间的间隙;定期检查、更换叶轮口环、泵体口环、级间衬套、隔板衬套等易磨损零件。    2.3由于离心泵选型和操作不当引起的振动    两泵并联应保证泵性能相同。
泵性能曲线应为缓降型为好,不能有驼峰。使用时要注意:消除导致水泵超载的因素,比如流道堵塞;适当延长泵的启时间,减小对传动轴的扰动,减小转动部件和静止零件之间的碰撞和摩擦,以及由此引起的热变形;对于水润滑的滑动轴承,启动过程中应加足预润滑水,避免干启动,直至水泵出水后再停止注水;定期向需要注油的轴承适量注油;对于长轴液下离心泵,因为轴系存在着扭转振动,若使用的有推力瓦,则受损伤的主要是推力瓦,这时可以适当提高润滑油的粘度,防止液体动压润滑膜的破坏。最后,为了防止泵的振幅过大,还可以使用测量分析振动状况来确定水泵的最佳工作参数。
3结论    泵振动的诱因包括机械的、水力的和电力的原因。    振动控制综合反映了机械加工工艺、机械安装人员的操作水平、水泵操作人员的素质、水力设计软件的功能、各部分材料性能状况、监测仪器的性能。
实际工作中,排除振动要结合经验和理论分析,将振动机理分析和实际检测仪器得到的数据结合起来。很多振动可以通过提高设计和安装质量,提高操作水平,加强日常维护予以消除。伴随着新材料技术的发展和新工艺的出现,以及电子计算机技术与数值方法和流体力学基础理论的进步,加上振动噪声诊断技术的兴起和发展,水泵的设计、使用、维护水平必将蒸蒸日上,性能也一定会日趋优化,动态性能也会日趋稳定。


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单级单吸离心泵滚动轴承的润滑主要是减小磨擦功耗,降低磨损率,同时还起到冷却、防尘、防锈以及吸振等作用。搞好设备润滑是保证设备正常运转。
减少设备磨损,防止设备事故,降低动力消耗,延长修理周期和使用寿命的有效措施。    这类型号的水泵滚动轴承润滑是由30#(冬)或40#(夏)机械润滑油润滑。由于设计原因动密封泄漏非常严重,不但造成机油大量浪费,轴承烧坏,而且污染环境,不利于设备的安全运行及文明生产。
在几年的工作中,水泵为了解决这一问题,多次进行小改小革。XA型单级单吸离心泵一、润滑方式改造的历程【毛毡密封改为单层骨架油封】    原轴承箱密封是用毛毡密封。泄漏非常严重,每台泵耗油量约为300kg/a,造成大量机油浪费,地面上油污厚厚一层。    为了改变这种漏油状况,改毛毡密封为骨架密封,方法如下:    。
①对轴承箱的内外端盖进行加工,车出一个Φ65mm,深12mm的圆孔,适合放一个规格为45mm×60mm×12mm的骨架油封。   
②将毛毡取掉,把骨架油封用锤子轻轻打进去,并正确安装。    经过水泵改造后,设备运转正常,振动位移为0.04mm左右,轴承外测温度为50℃左右,每台泵年消耗机油仅需50kg左右。保持了泵房清洁卫生,杜绝了由于缺油造成轴承、轴损坏事故的发生,使设备运行完好。
【单层骨架油封改为双层骨架油封】    为了使泄漏量更加减少,根据轴承箱端盖的结构情况,又提出了改造方案,把轴承箱端盖内孔加工为Φ65mm通孔。将单层骨架油封改为双层骨架油封:    水泵试运行表明,这种方法对防止漏油在短期内是非常有效的。但连续运行6个月以后,由于骨架油封磨损又会增大泄漏量。
二、骨架油封的缺陷    将毛毡油封改为骨架油封,使用了4a,虽然效果较好,但是也有明显的缺陷。在实际工作中,因为骨架油封寿命较短,需要经常更换,在更换骨架油封时,需要将设备全部解体,一方面增加工人劳动强度,另一方面在设备解体检修过程中,有时会造成叶轮、轴承等零件的损坏,不符合设备经济管理要求,但如果不换油封,造成泄漏,不利于密封,也直接影响轴承寿命。总之,实践证明:骨架油封没有彻底解决这种结构的轴承箱漏油问题。
三、润滑脂代替润滑油    目前,又便宜又无泄漏的密封装置还没有,有的密封效果好,但价格昂贵,经济上不可行。经过水泵调查研究,决定大胆试验——用润滑脂代替润滑油来润滑。【改造方法】    考虑到泵轴功率只有18.5kw,流量只有200m3/h;泵转速为1450r/min,线速度为3.4m/s。
从以上两点看,用润滑脂润滑是可行的。【具体方法如下】    。
①把油箱内的机油放掉,对轴承箱进行清洗。   
②把轴承箱两端的端盖及放油孔丝堵打开,以排除箱体内空气。   
③用黄油枪把锂基脂由加油孔向轴承箱内加注,加到润滑脂从两端盖及放油孔挤出,视为加满,并上紧轴承端盖及放油孔丝堵。用手盘车,使润滑脂在箱体内分布均匀。
    启动泵后,开出口阀门,使泵在正常情况下运行,监视泵两端轴承温度及油质情况。    润滑脂油质良好、无变化,水泵运转正常,从温度监测数据和振动监测数据可以看出,用润滑脂代替润滑油是可行的,能在同类型泵上推广使用。【润滑脂润滑效果】    润滑脂不易泄漏,有利于水泵轴承的润滑,确保水泵安全稳定运行,大大减少加油量和加油次数。
不但节油,而且降低工人的劳动强度。具体来说:    。
①节省油费用。使用润滑油脂每台水泵消耗为9kg/a,费用为63元/a。而机油消耗量在骨架油封完好情况下4kg/月,费用为200元/a。
每台泵可节约137元/a,大大降低了润滑费用。    。
②减少检修费用。骨架油封平均寿命为4个月,为更换骨架油封,每年需解体检修3次左右,改为锂基脂润滑,减少人工费。材料费、机械费,并避免了在检修过程中造成设备零件的损坏。   
③延长了设备运行周期。从振动。温度等方面监测,使用润滑脂密封性能好,轴承运转良好,延长了轴承的使用寿命。   
④改善了岗位环境。


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