三螺杆泵是一种典型的运油型、高粘度液体,具有压力脉动小、性能稳定、自吸能力强等特点,在舰船辅机系统中发挥着重要作用,三螺杆泵的损坏必然会影响辅机系统的运行。
本文从原因分析、拆装、故障诊断、故障诊断、故障修复等几个方面解决了某船三螺杆泵盘车不能正常工作的问题,为防止三螺杆泵出现类似故障提供了思路。
一
三螺杆泵简介。
三螺杆泵属于体积流体机械,主要通过主动螺杆和螺杆的旋转运动输送滑油。
随着主动螺杆转动,从动螺杆带动转动,从动螺杆的同步异向旋转运动,使入口腔处形成真空,在大气压作用下,工作介质从吸入管道进入吸入腔,进而充满螺旋腔。
当螺旋旋转时,介质不停地传送。
它具有结构合理、体积利用率高、自吸性能好等优点,广泛应用于船舶、石油、石化、食品等行业。
二
结构和工作原理。
本泵为立式三螺杆泵结构,电机通过联接驱动三螺杆泵。
电动机与三螺杆泵均装在连接架上,将连接架与箱体刚性连接。
三螺杆泵没有配置安全阀,进口装有过滤器,出口配对法兰,以方便与外部管道的安装。
当泵主动螺杆旋转时,介质沿螺杆螺旋与衬套之间形成的密封腔,轴向运动,直至出水管。
因为抽进的泵体中的进口介质在入口腔形成真空,在大气压的作用下,工作介质由入口管道进入吸气室,充满螺旋腔。
当主从动螺杆转动时,介质不断地从进口输送到出口。
这个泵的简单图表如图1所示。
表1海水泵泵组组成。
三
三螺杆泵的故障分析。
1.失灵现象。
给水泵通电,开机时先点动判断旋钮正转,启动后数秒后发现UPS电源显示过载,然后停机,盘车后发现盘车紧,需在电机风机叶片处盘车上加力杆,机组可稍稍转动,点动后观察机组电机风扇叶片处电机叶片不旋转,检查机组已无法盘车。
2.原因分析。
本三螺杆泵出厂时各项性能均达到指标要求,并在其它机组上得到了应用,其结构简单,运行稳定,出现不能盘车的原因,初步分析如下原因。
1)电机故障。
电机是螺杆泵的原动机,电机转子产生卡涩也会造成泵不能盘车和盘车异常现象,但这种现象发生的概率很低。
2)有异物吸进三螺杆泵的转子(螺杆)。
因为三螺杆泵是通过主从动螺杆旋转形成腔体,将吸油输送到出口处,而且两种螺旋型面间的间隙也一样小,而且螺杆与套管的间隙也一样小,当泵体理论杂质较少时可通过流道排出泵外,一旦杂质正好卡在螺杆型面之间,就会损坏螺杆造成卡涩,严重时会损坏型面,导致螺旋泵损坏。
3)三螺杆泵没有油,导致卡涩。
螺旋泵会经常发生或易发生的故障是缺油引起的损坏,螺杆泵一旦运转不足,会在短时间内造成卡涩,严重的会造成抱轴,严重的会造成盘车异常现象。
3.拆卸检测结果,故障诊断,故障确认。
针对三螺杆泵的起动原因,对其进行了拆检,在拆卸过程中,电机和三螺杆泵分离,电机转动灵活,三螺杆从杆可动,主动螺杆不能旋转。
泵拆检之后,图示如图2所示。
表2拆开的结果。
从图2中可看到从动螺杆、螺杆轴瓦、滚动轴承、上轴承等部件的非正常损坏,且电动机盘车灵活、无卡滞;
三螺杆泵主动螺杆平衡盘外表面(见图2a))与上盖板配合的内表面(见图2b))有轻微粘连,再用铜棒轻轻一震动将其分离。
通过对拆装过程的分析,证实了三螺杆泵不能盘车的原因是在机组首次起动时,没有对其进行干磨处理,而使螺杆与上端盖粘连。
三螺杆泵在启动时需注油,以确保机组第一次启动时机组内有油。
装置开机后,滑油经螺旋输送到泵出口,出口内的滑油通过主动螺旋平衡盘和上盖板的间隙,进入滚动轴承,润滑滚动轴承。
当油量不足或油量不足时,三螺杆泵不能从油罐中吸油,造成出口油量不足,主动螺杆平衡盘与上端盖的间隙无油产生磨损并粘连,从而造成油缸不能吸油。
四
错误修正。
1.维修处理。
套管、轴套、骨架油封、轴承、密封条等均无明显损坏,尺寸符合图纸要求。
前盖板与活动螺杆配合内孔有明显的凹痕,而内孔垂直度也不符合图纸要求。
所以活动螺杆平衡盘的外面和上端的内面都要清除毛刺,打磨后再复装,灵活多变,无死点。
修理后有关尺寸均在规定范围之内。
2.修复前后对比。
图3拆检前后的流量对比。
在三螺杆泵修复前后进行了性能试验,如图3所示,在拆检前后的性能曲线差异很小,且拆检后各压力点的流量都比拆检前高,特别是在额定压力0.3MPa的情况下,拆检后流量为18.75m?/h/h,比拆检前的流量18.78m?/h降低了0.16%。两次试验结果相差较小,主要是由于测量误差,也证明了拆检三螺杆泵性能符合要求。
修复前、后三螺杆泵都进行了振动测试,如图4所示,是三螺杆泵三螺杆泵基平均振动加速度图,从图中可以看到,拆检前后的基脚平均振动加速度相差很小,这也证明拆检后的三螺杆泵符合要求。
图4拆卸和拆卸振动对比。
五
结论
通过对某型三螺杆泵盘车故障的分析,为防止三螺杆泵出现类似故障提供思路,具有重要指导意义。
在启动和使用三螺杆泵时,尤其要注意下列事项。
1)泵组初次起动需注油,保证机组内油满;
2)确保机组旋风正确,如机组有倒转情况,需再次确认注油;
3)三螺杆起动后需注意出口压力,如机组不能设置压力,应立即停止,盘车检查,注油。