張青林 趙永芬 屈濤 王德強(qiáng)

摘要：螺桿泵在正常運(yùn)行中驅(qū)動(dòng)端出現(xiàn)漏油，在經(jīng)過(guò)維修人員的檢查維修后沒(méi)有發(fā)現(xiàn)原因，也沒(méi)有解決漏油的故障，因此決定對(duì)該螺桿泵進(jìn)行解體，分析產(chǎn)生漏油的原因，解決漏油故障，同時(shí)進(jìn)一步了解螺桿泵的內(nèi)部構(gòu)造，以便在后期工作中更好的解決出現(xiàn)的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：螺桿泵;機(jī)械密封;軸承;漏油

1 前言

海洋石油115的一臺(tái)螺桿泵在正常注油過(guò)程中突然發(fā)生了驅(qū)動(dòng)端漏油的故障，工作人員把設(shè)備拆解以后在泵的機(jī)械密封中發(fā)現(xiàn)有油污。然后工作人員對(duì)整個(gè)機(jī)械密封部件進(jìn)行了拆解清理，發(fā)現(xiàn)主軸軸承的保持架整體破碎。

2 設(shè)備解剖

在把連接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和螺桿泵的聯(lián)軸器拆解下來(lái)后，工作人員發(fā)現(xiàn)泵的主軸有明顯的軸向竄動(dòng)，對(duì)照產(chǎn)品說(shuō)明書的要求已嚴(yán)重超標(biāo)。在對(duì)泵進(jìn)行進(jìn)一步拆解的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，本該過(guò)盈連接的軸承和軸頸沒(méi)有實(shí)現(xiàn)定位安裝，而且存在1mm的間隙。這里可以推論在裝配過(guò)程中是存在問(wèn)題的。在把軸承拆下后發(fā)現(xiàn)在安裝軸承的軸頸部位有水波紋。軸類零件的加工制造標(biāo)準(zhǔn)是很高的，不可能是生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的，因此推斷是在使用過(guò)程中造成的。

把泵的機(jī)械密封部件全部拆解并進(jìn)行清洗以后，經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)所有部件都是完好的。然后把泵的主軸及其他部件進(jìn)行了進(jìn)一步的拆解，分析其內(nèi)部構(gòu)造以及產(chǎn)生軸向竄動(dòng)和漏油現(xiàn)象的原因。

3 漏油故障分析

3.1 機(jī)械密封

在日常工作中總結(jié)發(fā)現(xiàn)，機(jī)械密封的失效是導(dǎo)致泵類漏油的主要原因。有時(shí)候是因?yàn)閯?dòng)環(huán)、靜環(huán)或者O型密封圈出現(xiàn)破損，也有時(shí)候是因?yàn)槊芊鈴椈煽ㄋ?。通過(guò)對(duì)整個(gè)設(shè)備的拆解，把所有的機(jī)械密封零部件分別進(jìn)行了清洗和檢查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有任何破損。因此這次出現(xiàn)漏油不是機(jī)械密封的問(wèn)題，可以斷定設(shè)備的機(jī)械密封是完好的。

3.2 軸承

在對(duì)設(shè)備進(jìn)行拆解過(guò)程中需要把軸承從軸頸上面取下來(lái)。按照標(biāo)準(zhǔn)，軸承和軸頸應(yīng)該是采用過(guò)盈連接的方式進(jìn)行裝配，但是在實(shí)際拆解時(shí)發(fā)現(xiàn)，兩者直接沒(méi)有過(guò)盈量，相反的是，軸承內(nèi)徑和軸頸之間存在間隙，經(jīng)測(cè)量間隙達(dá)到0.2mm。而且在把軸承拆解下來(lái)以后發(fā)現(xiàn)在軸頸部位有不規(guī)則的水波狀顫紋，在正常的軸類部件生產(chǎn)中，這種情況是不符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，不應(yīng)該出現(xiàn)的。因此把這個(gè)問(wèn)題作為出現(xiàn)漏油的可疑原因進(jìn)行推定判斷。

由于之前安裝的是進(jìn)口軸承，在上一次的維修中用國(guó)產(chǎn)軸承進(jìn)行了替換。通過(guò)測(cè)量進(jìn)口軸承和國(guó)產(chǎn)軸承的尺寸，發(fā)現(xiàn)該設(shè)備使用的同一型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)軸承，所有尺寸基本相同，只是國(guó)產(chǎn)的軸承內(nèi)徑比進(jìn)口的大0.15mm。這個(gè)原因也導(dǎo)致了軸承和軸頸在裝配時(shí)沒(méi)有形成過(guò)盈連接，出現(xiàn)了間隙。由于這個(gè)間隙的存在，在維修后設(shè)備試運(yùn)行的時(shí)候，軸承和軸頸之間必然出現(xiàn)摩擦，從而產(chǎn)生不規(guī)則的水波紋。

雖然由于國(guó)產(chǎn)軸承與進(jìn)口軸承之間存在尺寸差距，也造成了軸頸出現(xiàn)水波紋。但是在實(shí)際的工藝設(shè)計(jì)中，軸承是不承擔(dān)密封作用的。所以不能作為出現(xiàn)漏油故障的原因?qū)Υ?。而且軸承內(nèi)徑尺寸的不同只能影響徑向尺寸。不可能造成4mm的軸向竄動(dòng)量。

通過(guò)進(jìn)一步拆解分析設(shè)備的構(gòu)成，發(fā)現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)端的對(duì)面一側(cè)沒(méi)有對(duì)主軸的軸向定位。只有驅(qū)動(dòng)端安裝軸承時(shí)使用的定位環(huán)槽和定位卡簧可以對(duì)主軸起到軸向定位作用。對(duì)主軸向外側(cè)施以拉力，發(fā)現(xiàn)在軸承端面和定位卡簧之間也存在間隙。經(jīng)測(cè)量，間隙尺寸為1mm?？ɑ傻亩ㄎ蛔饔靡彩Я?。軸向定位的失效可以作為產(chǎn)生軸向竄動(dòng)量的原因進(jìn)行推定判斷。

在查詢之前的維修記錄時(shí)發(fā)現(xiàn)，上次維修裝配完之后，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)“空余”的墊圈，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)合適的安裝位置，工作人員認(rèn)為是由于國(guó)產(chǎn)軸承比進(jìn)口軸承軸向厚，不需要使用墊圈，所以沒(méi)有進(jìn)行安裝。經(jīng)測(cè)量，墊圈厚度為5mm。經(jīng)過(guò)測(cè)量對(duì)比，發(fā)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)軸承與進(jìn)口軸承的厚度一致。

經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的檢查發(fā)現(xiàn)。在主軸的驅(qū)動(dòng)端有相應(yīng)的支撐機(jī)構(gòu)。主軸產(chǎn)生竄動(dòng)，只可能是向箱體內(nèi)竄動(dòng)。結(jié)合以上分析得到的數(shù)據(jù)，可以做出一個(gè)假設(shè)——由于沒(méi)有安裝5mm的墊圈，導(dǎo)致卡簧與軸承之間產(chǎn)生了1mm的間隙，卡簧也失去了軸向定位的作用，也造成了主軸4mm的軸向竄動(dòng)量。這個(gè)設(shè)備沒(méi)有設(shè)計(jì)相應(yīng)的恢復(fù)竄動(dòng)的機(jī)構(gòu)，所以一旦發(fā)生竄動(dòng)就會(huì)導(dǎo)致其他結(jié)果。而由于主軸只可能向箱體內(nèi)竄動(dòng)，所以這里進(jìn)行驗(yàn)證。借助設(shè)備對(duì)主軸施以拉力。最終測(cè)量得到，主軸向箱體內(nèi)移動(dòng)了4mm。假設(shè)成立。

回顧安裝過(guò)程，可以了解，在安裝軸承的過(guò)程中沒(méi)有先安裝5mm的墊圈。工作人員一直對(duì)軸承施力，使得主軸連同軸承一同向箱體內(nèi)移動(dòng)了4mm。墊圈未安裝就是產(chǎn)生軸向竄動(dòng)量的原因。

將墊圈安裝到規(guī)定位置，重新組裝整個(gè)設(shè)備然后進(jìn)行試運(yùn)行。整個(gè)設(shè)備能夠長(zhǎng)時(shí)間平穩(wěn)運(yùn)行，而且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)漏油的現(xiàn)象。向設(shè)備管理單位報(bào)備，該設(shè)備經(jīng)檢修合格后可以重新投入使用。

4 結(jié)論

4.1 在上一次維修的過(guò)程中，工作人員沒(méi)有注意到國(guó)產(chǎn)軸承與進(jìn)口軸承的區(qū)別。忽略了兩者內(nèi)徑尺寸的差距而直接使用國(guó)產(chǎn)軸承替換進(jìn)口軸承。同時(shí)在裝配時(shí)也沒(méi)有注意到將軸承與主軸進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)盈連接裝配，從而導(dǎo)致螺桿泵的主軸軸頸產(chǎn)生水波紋。這樣的維修操作和裝配工作不符合正常維修操作要求。

4.2 工作人員沒(méi)有認(rèn)真了解螺桿泵的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，盲目按照職業(yè)習(xí)慣將軸承施力安裝。在裝配完之后發(fā)現(xiàn)有“多余”的未安裝的墊圈也沒(méi)有進(jìn)行拆解檢查，這也是違反操作規(guī)范的。安裝中遺漏了標(biāo)準(zhǔn)的軸承內(nèi)擋圈，導(dǎo)致主軸產(chǎn)生4mm的竄動(dòng)量。而由于主軸向箱體內(nèi)部移動(dòng)了4mm，主軸上的軸肩也產(chǎn)生了向內(nèi)的移動(dòng)，而起密封作用的彈簧產(chǎn)生松動(dòng)沒(méi)能起到密封作用，從而導(dǎo)致在整個(gè)機(jī)械密封部件完好的情況下產(chǎn)生漏油。

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