供应天津德能泵业轴流污水泵失效分析及改造对策之二

1. 存在问题

污水泵自投用以来，因故障频发导致多次非计划停车，先是发现储油管进水，运行15?30天就会发生严重轴系振动，并伴随着很大的噪音。拆机时发现，轴承室的润滑油中含有部分污水和泥沙，滚珠和轴瓦损坏严重。7组唇形密封均出现不同程度的变形，与其配合的相应轴颈部分也出现轻微磨损痕迹。虽经多次维护并更换零件，均未能解决问题，被迫进行改造。

2. 原因分析

从污水泵轴封结构来看，轴封是由串联的7件带副唇的旋转轴唇形密封和橡胶O形环两部分组成[1]。旋转轴唇形密封起到主要的轴向密封作用，防止污水通过轴向间隙进入轴承室;O形环起到辅助的径向和轴向密封作用，阻碍主轴与填料之间的介质流通。根据检修发现的问题来分析，轴封失效和轴承损坏是引起污水泵发生故障的主要原因[2]。

通常引起本类轴封失效的原因大致如下:1）轴径向跳动，造成唇口追随不良[3]；2）唇口冷却润滑不良，接触面因摩擦导致密封元件温度过高，而使橡胶材料变软，弹性下降，丧失密封性能[4]；3）填料套与唇口过度磨损；4）所处理的介质压力过高，使唇形密封出现过大的柔性变形；5）介质存在固体颗粒造成唇口过快磨损，导致密封失效[5]。

检修时对各相关部件检测结果表明:主轴运转平稳，不存在偏心运转;唇口润滑良好，未出现过热，这些因素尚不至于影响污水泵的正常运行。各组唇形密封环唇口出现不同程度的磨损且密封环很容易产生变形，由此可以断定：轴封失效是导致轴承损坏和污水泵故障的关键。

原轴封结构仅采用橡胶唇形密封环作为主要轴向密封设施，隔断污水进入轴承室[6]。橡胶环本身存在着柔性高、刚度低，承压能力低的特点，在压力作用下易出现过大的柔性变形[2]，致使密封失效[7-8]。故障形成的过程中应该是这样：较高压力的污水夹杂着泥沙直接到达唇形密封的端面，密封唇口的压力过大，使最先接触介质的第一个唇形橡胶环出现变形，随着压力的持续导致过大的柔性变形，致使第一组密封环失效[9]；介质流过密封环进入到第二组与第一组密封环的环腔，压力介质又作用到第二组密封环的端面，第二组密封环也因承受不了压力介质的作用而出现与第一组同样过大的柔性失稳。

随着运行时间的延续，这种趋势不断增大，致使密封逐级失效，最后导致整个轴封全部失效[10]，使得大量的污水夹带泥沙等颗粒进入密封唇口的接触面，加剧了接触面的磨损。因轴封失效，污水夹带泥沙穿过密封进入内护管内而与润滑油混合，混有污水的润滑油进入到轴承室，恶化了轴承的工作状态。轴承在含有污水和泥沙润滑油情况下高速旋转，很快损坏。

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