張鐵利

（可口可樂遼寧（北）飲料有限公司，遼寧 沈陽 110141）

離心泵是本公司飲料產(chǎn)品制造輸送環(huán)節(jié)過程中的重要設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行穩(wěn)定性，對我公司的產(chǎn)品產(chǎn)量和設(shè)備的機(jī)械效率起著至關(guān)重要的作用。我公司離心泵設(shè)備多是進(jìn)口，具有很高的性價(jià)比，可適用于輸送水、飲料、糖漿以及果汁等。下面就實(shí)際工作中離心泵性能特點(diǎn)和故障維修方法做如下小結(jié)。

1 離心泵概述

1.1 工作原理

離心泵一般由電動機(jī)帶動，在啟動泵前，泵體及管路內(nèi)要充滿液體。當(dāng)電動機(jī)帶動葉輪高速旋轉(zhuǎn)時，葉輪帶動葉片間的液體一道旋轉(zhuǎn)，由于離心力的作用，液體從葉輪中心被甩向葉輪外緣（一般流速可增大至15~25m/s），這時動能也隨之增加。當(dāng)液體進(jìn)入泵殼后，由于蝸殼形泵殼中的流道漸漸擴(kuò)大，液體流速漸漸降低，這時一部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，于是液體以較高的壓力沿排出口流出。與此同時，葉輪中心處由于液體被甩出而形成一定的真空，而液體來路的壓力比葉輪中心處要高，因此，來路的液體在壓差作用下進(jìn)入泵內(nèi)。葉輪不停旋轉(zhuǎn)，液體也連續(xù)不斷的被吸入和壓出。由于離心泵之所以能夠輸送液體，主要靠離心力的作用，故稱為離心泵，如圖1所示。

圖1 離心泵工作原理

1.2 性能特點(diǎn)

離心泵具有轉(zhuǎn)速高，可與電動機(jī)直接相連，占地面積小，總質(zhì)量輕，揚(yáng)程高，傳動結(jié)構(gòu)簡單緊湊，性能平穩(wěn)，容易操作和易于維修并易于實(shí)現(xiàn)自動化和遠(yuǎn)距離操作等特點(diǎn)，在飲料食品行業(yè)中使用廣泛。其工業(yè)產(chǎn)值也是泵類產(chǎn)品中最高的。我廠使用的離心泵有單級泵和多級泵，單級泵即泵中只有一個葉輪，而多級泵即泵中有多個葉輪。一個葉輪便是一級，級數(shù)越多，揚(yáng)程越高。

1.3 離心泵的結(jié)構(gòu)

離心泵主要是由葉輪、泵體、泵蓋、密封環(huán)、軸封裝置、托架和平衡裝置等組成，各部件的作用如下：

（1）葉輪

離心泵能輸送液體主要是靠裝在泵體內(nèi)的葉輪的作用，其尺寸、形狀、制造精度對泵的性能影響很大。葉輪有閉式、開式和半開式三種類型。閉式葉輪一般由蓋板、葉片和輪轂組成，葉片一般是后彎的。葉輪按吸入方式又可分為單吸式葉輪和雙吸式葉輪。如圖2所示。

圖2 葉輪類型

（2）泵體

泵體又叫泵殼，其作用是將葉輪封閉在一定的空間中，匯集由葉輪導(dǎo)甩出來的液體導(dǎo)向排出管路并將液體的一部分速度能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ芗丛黾悠鋲毫?，其是一個承受液體壓力的元件，一般為鑄件。

（3）密封環(huán)

密封環(huán)一般裝在泵體上，與葉輪吸入口外圓構(gòu)成很小間隙，由于泵體內(nèi)液體壓力較吸入口壓力高，所以泵體內(nèi)的液體總是有流向葉輪吸入口的趨勢。密封環(huán)主要作用是防止葉輪與泵體間的液體漏損，密封環(huán)起到承受磨擦的作用，其是易損件，密封環(huán)與葉輪吸入口外圓間隙一般為0.1~0.5mm。

（4）軸封裝置

在離心泵中，旋轉(zhuǎn)軸從固定的泵體中伸出，為了防止泵體內(nèi)的高壓液體漏出，同時防止空氣進(jìn)入泵體內(nèi)，所以設(shè)有密封裝置，通常把軸和泵體間的密封稱為軸封裝置。其最常用的是機(jī)械密封，機(jī)械密封主要靠靜環(huán)和動環(huán)的端面磨擦來密封，其密封性能好，泄漏少，壽命長，功率消耗低等特點(diǎn)，但其安裝技術(shù)要求較高，需要熟練的維修技術(shù)人員來維修安裝。

（5）平衡裝置

由于葉輪兩側(cè)作用力是不相等的，泵在轉(zhuǎn)動時就會產(chǎn)生竄動，從而引起磨損、振動和發(fā)熱，使泵不能正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)，因此需要采用平衡裝置。

2 離心泵常見故障及排除方法分析

造成離心泵故障原因很多，常見有設(shè)備固有故障、安裝故障、運(yùn)行故障和選型錯誤。表現(xiàn)現(xiàn)象如泵不能正常啟動，泵不出水或流量不足，泵振動與噪聲，軸承發(fā)熱，氣蝕等。

2.1 泵振動

泵振動是最普遍也是最易出現(xiàn)的問題。

（1）從設(shè)計(jì)上防治泵振動，提高泵的剛性。剛性對防治振動和提高泵的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性非常重要。減少泵振動最重要的一點(diǎn)是增大泵軸直徑和提高泵座剛性。增大泵軸剛性有助于減少轉(zhuǎn)子撓度，提高穩(wěn)定性。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)生軸的晃動，破壞密封，磨損密封環(huán)等故障均與軸剛性不夠有關(guān)。

（2）從制造品質(zhì)上防治泵振動。在制造中，泵的同軸度應(yīng)達(dá)到要求，包括泵的所有回轉(zhuǎn)部件，如泵軸、軸承座、聯(lián)軸器、葉輪、軸承精度等。

（3）從安裝上防止泵振動。主要是：基礎(chǔ)板找平找正；泵軸和電動機(jī)軸要保證同軸度；校連軸器同軸度時，要從上下和左右方向分別校正；兩連器之間要有間隙，以保證兩軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中做限定的軸向移動；管路配置應(yīng)合理，泵的進(jìn)口管路應(yīng)避免突彎和積存空氣，進(jìn)口處最好配置一段錐形浙縮管，使其流體吸入時逐漸收縮增速以便液體均勻地進(jìn)入葉輪。

（4）從運(yùn)轉(zhuǎn)維修上防止泵振動。應(yīng)盡可能選用低速泵，因?yàn)榈退俦眠\(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，奉命長，停機(jī)損失少；防止小流量運(yùn)轉(zhuǎn)或開空泵，操作過程中進(jìn)口閥門要全開，控制流量只能調(diào)節(jié)出口閥門；保持泵良好的密封狀態(tài)，如果密封不好，導(dǎo)致液體進(jìn)入泵軸內(nèi)部，就會加劇磨損，引起振動，縮短壽命；機(jī)械密封動靜環(huán)材料要合理，如果不能抵制工作介質(zhì)的腐蝕作用，極易磨損。

2.2 設(shè)備方面故障

離心泵機(jī)組的旋轉(zhuǎn)部件主要有電機(jī)轉(zhuǎn)子、泵軸、葉輪、軸承等。離心泵外在特征大部分表現(xiàn)為與振動有關(guān)的信息，當(dāng)轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，各部件都以不同的頻率振動，其中任何一個部件出現(xiàn)異常，便以其特有的頻率加劇振動。泵軸出現(xiàn)異常有以下三種方式：轉(zhuǎn)子不平衡，經(jīng)過一段時間運(yùn)行由于偏心量增加，使得慣性離心力劇增而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子不平衡振動；電機(jī)與泵軸中心線不對中，發(fā)生偏移，這時軸易發(fā)生軸向竄動；泵頭鎖緊機(jī)構(gòu)失效或松動，軸承間隙過大等原因引起的松動現(xiàn)象也會使轉(zhuǎn)子發(fā)生嚴(yán)重振動。

（2）軸承故障

軸承故障多來源于粘著磨損，疲勞磨損，斷裂，腐蝕等。造成故障的主要原因是接觸面間隙過大或過小，接觸表面均勻度及表面粗糙度。

（3）聯(lián)軸器故障

聯(lián)軸器與泵、電機(jī)的裝配精度及自身加工精度往往影響泵的正常運(yùn)行。聯(lián)軸器錐孔的錐度和粗糙度、定信止口的尺寸誤差、外圓端面與中心線的垂直度、聯(lián)軸器的平衡等都非常重要。

2.3 泵啟動方面故障

（1）電機(jī)不能正常啟動

首先用手拔動電機(jī)散熱風(fēng)扇，看轉(zhuǎn)動是不時靈活，如靈活可能為啟動電容失效或容量減少，應(yīng)更換相同容量的電容；如果轉(zhuǎn)不動，說明轉(zhuǎn)子被卡死，清洗后加潤滑油或清除卡轉(zhuǎn)子的異物。

式中:t1、t2、t3表示P5Pl、P8P5、P4P8區(qū)間段運(yùn)動需要的時間。對于t1,如果P1P2區(qū)域段內(nèi)機(jī)器人是無勻速的運(yùn)動方式,需要滿足可得:

（2）泵反向旋轉(zhuǎn)

可調(diào)換電機(jī)的三相電源中任意二相，可使泵旋轉(zhuǎn)方向改變。

（3）離心泵轉(zhuǎn)動后不出水

離心泵轉(zhuǎn)動后不出水，可能原因有：吸入口被雜物堵塞，應(yīng)清除后安裝過濾網(wǎng)；吸入口漏氣，吸水高度過高，葉輪發(fā)生氣蝕，泵內(nèi)有空氣，排空方法為關(guān)閉泵出口調(diào)節(jié)閥，打開回路閥，如果出水阻力太大，應(yīng)檢查排水管長度。

（4）啟動負(fù)荷太大

啟動負(fù)荷太大，原因有啟動時沒有關(guān)閉排出管路的閥門，填料壓得太緊，使?jié)櫥M(jìn)不去，或水封管不通水。處理方法：關(guān)閉閥門，重新啟動，放松填料或?qū)λ獠糠诌M(jìn)行故障處理。

（5）壓力表雖有壓力，但排水管不出水，原因有：排水管阻力太大，水泵轉(zhuǎn)向不對，葉輪流道堵塞。處理方法：檢修排水管或適當(dāng)縮短排水管；檢查電動機(jī)相位是否接錯；清洗葉輪。

2.4 泵運(yùn)轉(zhuǎn)方面故障

（1）流量不足或停止。造成故障的可能原因有葉輪或進(jìn)水管堵塞，應(yīng)清洗葉輪或管路；密封、葉輪磨損嚴(yán)重，應(yīng)更換損壞的密封或葉輪；泵轉(zhuǎn)速低于規(guī)定值，調(diào)高之；閥開啟度不夠，開大之；吸水管淹沒深度不夠使泵內(nèi)吸入空氣，吸水管漏氣密封損壞等。

（2）聲音異響或振動過大，水泵在運(yùn)行時，整個機(jī)組應(yīng)平穩(wěn)，如有雜音或異常振動，則是故障先兆。振動主要原因有：一是機(jī)械方面，葉輪平衡未校準(zhǔn)，泵軸與電機(jī)軸不同心，基礎(chǔ)不堅(jiān)固，或地腳螺栓松動，泵或電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動不平衡；二是水力方面：吸程過大，葉輪進(jìn)口產(chǎn)生氣蝕，泵在非設(shè)計(jì)點(diǎn)運(yùn)行，流量過大或過小，會引起泵的壓力變化和壓力脈動，泵吸入異物、堵塞或損壞葉輪。

（3）喘振：喘振氣蝕使液體流量大幅度，高速度往返波動，引起機(jī)組強(qiáng)裂振動，導(dǎo)致泵體移位，失去對中精度。吸入口壓力下降和喘振時伴隨的噪聲是喘振的外在特征。

（4）軸承過熱，主要原因有：潤滑油量不足或油循環(huán)不足；油品質(zhì)量差；雜質(zhì)使軸承銹蝕、磨損、轉(zhuǎn)動不靈活；軸承內(nèi)圈與軸頸配合松或緊；泵與電機(jī)軸不同心等。

（5）泵消耗功率過大，電機(jī)發(fā)熱，電流表讀數(shù)超常。造成以上現(xiàn)象可能是泵超功率運(yùn)行，泵內(nèi)轉(zhuǎn)動部分發(fā)生磨擦（葉輪與殼體、葉輪與密封環(huán)），泵轉(zhuǎn)速過高，密封壓得過緊，軸承磨損或損壞，軸彎曲等。

3 離心泵日常維護(hù)保養(yǎng)

（1）開機(jī)前準(zhǔn)備

開機(jī)前要做好必要檢查，用慢慢轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，看是否轉(zhuǎn)動靈活；軸承運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常；地腳螺栓是否牢固；有出水閥門的要關(guān)閉，以減少啟動負(fù)荷，并注意啟動后及時打開出水閥門。

（2）運(yùn)行中檢查

開機(jī)后檢查：儀表是否正常；出水量是否正常；是否漏水；電機(jī)溫度是否正常。

（3）停機(jī)和停機(jī)后注意事項(xiàng)

在停機(jī)前應(yīng)先關(guān)閉出水閥門再停機(jī)，以防止倒流。冬季停機(jī)后，應(yīng)立即將水放凈，以防凍裂泵體及管路。

（4）離心泵周期維護(hù)

日常檢查，即使用中的檢查如上所述；月檢查，在不拆卸零部件情況下，對設(shè)備外表進(jìn)行清洗和小修包括對軸承溫度，軸封泄漏，電機(jī)絕緣情況方面檢查；定期檢查包括：更換軸封潤滑油，檢查泵和電機(jī)軸對中情況，檢查軸套磨損情況，檢查聯(lián)軸器橡膠圈磨損狀況，清洗機(jī)械密封、泵過濾器，檢查接觸液體的各部件損傷腐蝕情況等。

4 結(jié)束語

離心泵是工業(yè)生產(chǎn)中最常使用的一種葉片式泵，充分了解它的優(yōu)缺點(diǎn)，充分掌握它的工作習(xí)性，是我們正確合理使用它的前提，也是延長離心泵使用壽命的先決條件，更有利于安全生產(chǎn)作業(yè)，有利于提高企業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)價(jià)值。

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