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供應天津德能泵業軸流污水泵失效分析及改造對策之二

1. 存在問題

污水泵自投用以來，因故障頻發導致多次非計劃停車，先是發現儲油管進水，運行15?30天就會發生嚴重軸系振動，并伴隨著很大的噪音。拆機時發現，軸承室的潤滑油中含有部分污水和泥沙，滾珠和軸瓦損壞嚴重。7組唇形密封均出現不同程度的變形，與其配合的相應軸頸部分也出現輕微磨損痕跡。雖經多次維護并更換零件，均未能解決問題，被迫進行改造。

2. 原因分析

從污水泵軸封結構來看，軸封是由串聯的7件帶副唇的旋轉軸唇形密封和橡膠O形環兩部分組成[1]。旋轉軸唇形密封起到主要的軸向密封作用，防止污水通過軸向間隙進入軸承室;O形環起到輔助的徑向和軸向密封作用，阻礙主軸與填料之間的介質流通。根據檢修發現的問題來分析，軸封失效和軸承損壞是引起污水泵發生故障的主要原因[2]。

通常引起本類軸封失效的原因大致如下:1）軸徑向跳動，造成唇口追隨不良[3]；2）唇口冷卻潤滑不良，接觸面因摩擦導致密封元件溫度過高，而使橡膠材料變軟，彈性下降，喪失密封性能[4]；3）填料套與唇口過度磨損；4）所處理的介質壓力過高，使唇形密封出現過大的柔性變形；5）介質存在固體顆粒造成唇口過快磨損，導致密封失效[5]。

檢修時對各相關部件檢測結果表明:主軸運轉平穩，不存在偏心運轉;唇口潤滑良好，未出現過熱，這些因素尚不至于影響污水泵的正常運行。各組唇形密封環唇口出現不同程度的磨損且密封環很容易產生變形，由此可以斷定：軸封失效是導致軸承損壞和污水泵故障的關鍵。

原軸封結構僅采用橡膠唇形密封環作為主要軸向密封設施，隔斷污水進入軸承室[6]。橡膠環本身存在著柔性高、剛度低，承壓能力低的特點，在壓力作用下易出現過大的柔性變形[2]，致使密封失效[7-8]。故障形成的過程中應該是這樣：較高壓力的污水夾雜著泥沙直接到達唇形密封的端面，密封唇口的壓力過大，使最先接觸介質的第一個唇形橡膠環出現變形，隨著壓力的持續導致過大的柔性變形，致使第一組密封環失效[9]；介質流過密封環進入到第二組與第一組密封環的環腔，壓力介質又作用到第二組密封環的端面，第二組密封環也因承受不了壓力介質的作用而出現與第一組同樣過大的柔性失穩。

隨著運行時間的延續，這種趨勢不斷增大，致使密封逐級失效，最后導致整個軸封全部失效[10]，使得大量的污水夾帶泥沙等顆粒進入密封唇口的接觸面，加劇了接觸面的磨損。因軸封失效，污水夾帶泥沙穿過密封進入內護管內而與潤滑油混合，混有污水的潤滑油進入到軸承室，惡化了軸承的工作狀態。軸承在含有污水和泥沙潤滑油情況下高速旋轉，很快損壞。

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