某廠柱塞泵的使用的是爪式聯軸器,在使用過程中,發現聯軸器壽命太短,每次更換一次緩沖墊,最多使用一周的時間,短則一兩天,增加了大量繁瑣的維修工作;并且因緩沖墊損壞頻率太高,有時未及時發現,經常出現聯軸器被打壞、因振動嚴重燒毀電機等現象,嚴重影響生產。
1 聯軸器損壞原因分析
在改造前,聯軸器緩沖墊為六角橡膠緩沖墊。該聯軸器傳遞方式主要用于離心泵,因為離心泵轉矩傳遞穩定,所以效果好。但將這種聯軸器用于柱塞泵時,卻存在很大的弊端,主要表現一下幾個方面:
1.1 柱塞泵轉矩傳遞不穩定
柱塞計量泵工作原理為:通過N形軸、偏心塊以及蝸輪、蝸桿等部件,將電機的旋轉運動改為柱塞的往復運動,從而完成吸液、排液工作,達到輸送介質的目的。柱塞泵在吸液過程中,壓力降低,泵軸受力很小:而在排液過程中,泵軸受力又突然增大。也就是說,計量泵每完成一次洗液、排液循環過程,泵軸傳遞力矩就要改變兩次。由于泵的轉速較高,所以緩沖墊一直處于高頻的交變應力的作用之下,處于反復被壓縮、彈起的狀態之中,從而導致緩沖墊很快疲勞損壞。
1.2 緩沖墊受到的沖擊力太大
泵的進口壓力位0.05MPa,出口壓力為3.2MPa,進出口壓差太大,而且該泵為柱塞泵,在輸送介質的過程中產生脈沖波,因此泵的最高輸出壓力大大高于平均出口壓力,所以在運轉過程中,泵軸傳遞的轉矩很大,另外緩沖墊周向六個角,在運轉過程中,受力的只有三個角,受力面積很小,因此每個角受到的壓力很大。從上述分析可以看出緩沖墊受力部位受到的沖擊力很大,在運轉過程中,很容易被壓潰損壞。
1.3 緩沖墊受壓產生的摩擦熱量很大
由于緩沖墊周向厚度較大,所以在運轉過程中,受到的壓縮量很大,六角緩沖墊在交變應力的作用下反復被壓縮彈起,內部產生很大的摩擦熱,隨著熱量的積累,緩沖墊的溫度升高,緩沖墊的材質一般采用聚氨脂橡膠,其使用溫度為-30℃-70℃,當溫度升高到一定的程度的時候,橡膠老化變形,這是緩沖墊損壞的基本原因之一。
2.2 改進措施
針對上訴問題產生的原因進行認真分析,我們采取了如下措施:
2.1 增大泵體出口管徑,減小脈沖力。
增大泵體出口管徑后,較小了液體輸出過程中脈沖力的作用,使泵的輸出壓力近似等于系統管道的壓力,從而消除了液體輸出過程中因脈沖而產生的瞬時高壓,大大減小了聯軸器對緩沖墊的沖擊力, 從而起到延長緩沖墊使用壽命的作用。
2.2 采用NL尼龍內齒圈彈性聯軸器取代原來的爪式聯軸器
NL尼龍內齒圈彈性聯軸器由帶有外齒的兩半聯軸器和帶有內齒圈的外套組成,內齒圈和外齒圈齒數相同,通過內齒圈和外齒圈的嚙合來傳遞扭矩,這樣大大增加了受力面積,使每個齒上的沖擊載荷減小平均受力面積增大,內齒和外齒接觸面積增大,大大減少了聯軸器的溫升,NL尼龍內齒圈彈性聯軸器的內齒材料為尼龍,外齒材料為鑄鐵,尼龍的使用溫度為-30-110℃,和聚氨酯材料相比,尼龍更能耐高溫。
通過以上措施,使聯軸器的使用壽命大大延長,由原來的一周更換一次緩沖墊變為半年更換一次尼龍齒圈,減少了因聯軸器損壞而停車維修的次數,降低了生產成本,提高了生產效益,實踐證明在柱塞泵中將NL尼龍內齒圈彈性聯軸器替代爪式聯軸器完全可行。 |