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磁性聯軸器工作環境和使用分析研究

日期:2013年4月12日 09:50

 磁力傳動泵故障分析和處理

  磁力傳動泵在應用中存在推力軸承快速磨損、磁力泵振動大的故障,結合現場實際,對部分結構進行改造,對振動情況進行分析。磁力傳動 泵 故障 分析。

1940年,英國人首次使用磁力驅動泵解決了具有危險性介質化工泵的泄漏問題。近年來,磁力傳動技術得到快速發展,逐步應用于石油、化工、冶金、制藥、印染、電鍍、食品及環保等領域。磁力傳動離心泵(簡稱磁力泵)由于本身故障較多,使其應用與推廣受到一定影響。如磁性材料容易失磁導致轉矩不能正常傳遞、介質和壓力的局限性不能適應工藝需求等。

   一、磁力泵特點    磁力泵是利用永磁體磁力傳動來實現轉矩無接觸傳遞的一種新型泵。當電動機帶動外磁轉子(即外磁鋼)總成旋轉時,通過磁場的作用,磁力線穿過隔離套帶動內轉子(即內磁鋼)總成和葉輪同步旋轉,由于介質封閉在靜止的隔離套內,從而達到無泄漏抽送介質的目的。由設計保證全密封、無泄漏、無污染,可以徹底解決機械傳動泵的軸封泄漏問題。

    1.優點    取消了泵的機械密封,完全消除了離心泵機械密封不可避免的跑、冒、滴、漏的弊病,是實現零泄漏、無污染的較好選擇,可以實現設備的本質安全。泵的過流部件選用不銹鋼及工程塑料制造,可以達到耐腐蝕目的。磁性聯軸器和泵體結合為一體,具有結構緊湊以及磁性聯軸器可以對傳動電機起到超載保護作用的特性。易損件較少,維修方便,使用壽命延長。
    2.缺點    傳動效率低,與離心泵比較,在相同工藝條件下能量消耗較大。現在國內使用的釹鐵硼(NdFeB)等永磁體材料性能不穩定,工藝選擇還有一定局限性。一般情況下,工藝要求的介質額定溫度、壓力和磁力泵的泵體材料有關。當泵體為金屬材料或F46襯里時,工作介質的額定溫度≤80℃,額定壓力≤1.6MPa。當泵體為非金屬材質時,工作介質的額定溫度≤60℃,額定壓力≤0.6MPa。當工作介質的額定溫度≥350℃時,磁力泵存在失磁的危險,很難實現長周期安全運行,則需要另行設計。    適合于輸送介質的密度≤1300kg/m,黏度≤30×10-6m/s的不含鐵磁性和纖維的液體。對于密度高、黏度大的介質,由于傳動的轉矩相對較大,暫時還沒有很好的應用。    軸承一般采用被輸送的介質進行潤滑冷卻,故磁力泵嚴禁空載和反轉運行。磁性材料的失效,在實際運行中引起的故障,解決比較困難。

   二、故障分析及處理措施    1.磁力泵推力軸承快速磨損    (1)原因分析    吹出苯原料泵,型號50CQ-40磁力泵,流量220L/min,揚程40m,配置電機功率4kW/臺。泵運行一段時間后,后軸承發生嚴重磨損,后止推軸承碎裂,葉輪葉片與泵體前蓋、泵體組件都發生磨損。    葉輪和止推軸承磨損方向一致,均表現為葉輪向進口端竄給,軸向不平衡明顯。將原來葉輪平衡孔擴大,組裝后沒有任何效果。再次拆檢,前端止推軸承磨損深度約2~3mm,將止推軸承材料改為1Cr13后,仍未解決問題。    綜合分析認為,當泵內軸承與推力盤兩側介質壓差較小時,介質潤滑的流速緩慢,甚至不能流動,這樣,相互摩擦產生熱量不易帶走,致使介質汽化加劇,產生干磨,導致止推軸承失效。因此,止推軸承的磨損是導致磁力泵推力軸承快速磨損的主要原因。    (2)處理措施    增加支撐軸承和止推軸承的潤滑。50CQ-40型磁力泵采用軸向力自動平衡裝置,但是,如果前端軸承和止推軸承潤滑不良,則自沖洗冷卻效果不好,苯類介質汽化干摩擦,必然會導致軸承和止推軸承的快速磨損。經計算,介質流動的沿程阻力損失以及壓力分布,在前端止推軸承和支撐軸承處壓差<0.1MPa,因此,增加該處的潤滑,就成為解決故障的關鍵。增大葉輪的背葉間隙1mm,以便降低軸向不平衡力。    在前、后端支撐石墨軸承配合面,各增加4個直槽,深度約3~4mm,寬度和端面槽寬相等,加深端面槽,以提高介質流動效果。    堵掉兩個支撐石墨軸承之間的介質潤滑孔,迫使冷卻潤滑液從軸承內壁經過,避免產生干摩擦,通過強制流動,提高潤滑效果。   

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