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进口往复式计量泵蜗轮磨损改进计量泵技术指标

时间：2020-08-31 来源：仪多多仪器网作者：仪多多商城

往复式计量泵是容积式泵的一种，它依靠活塞或柱塞在泵缸内作往复运动来改变泵缸的容积，配合两个逆止阀来达到吸人和排出液体的目的。计量往复泵的压力取决于管路特性，可以达到很高的压力，因此其应用范围很，在火电厂化学水处理中，它常被用于酸、碱及其它药剂的定量输送，是火电厂化学水处理的重要设备。

往复式泵的传动方式通常是由蜗杆、蜗轮带动可调偏心距的偏心轮将圆周运动转化为往复运动。由于其结构上的原因，往复式泵的蜗轮都会发生偏磨的现象。当往复式泵工作压力很高时(比如用于给汽包加药的往复式泵)，蜗轮承受很大的扭矩，偏磨现象更为严重。另外，由于蜗轮、蜗杆之间相对滑动速度较大，其摩擦发热量也大，这些都严重影响了蜗轮的使用寿命。

韶关发电厂汽包加药用往复式计量泵的蜗轮偏磨现象严重为了提高蜗轮的使用寿命，本文对往复式计量泵的蜗轮磨损原因进行分析，并提出了改进的措施，现场改进后应用效果很好，改进后的计量泵的蜗轮使用寿命提高了4倍。

1 往复式计量泵蜗轮磨损现状往复式计量泵主要由曲柄连杆机构和行程调节机构组成。曲柄连杆构由蜗杆、蜗轮、与蜗轮刚性连接的可调偏心距的偏心轮连杆和十字头、柱塞组成，它将电机的圆周运动减速后转化为柱塞的直线运动；行程调节机构则通过调节偏心轮的偏心距来实现对柱塞行程的控制。

蜗杆螺旋部分的强度总是高于蜗轮轮齿的强度，由于材料和结构上的原因，失效通常发生在蜗轮轮齿上。由于蜗轮传动中的相对滑动速度较大，效率低，发热量大，所以蜗轮的主要失效形式是齿面产生胶合、点蚀及磨损。图1所示为进口柱塞计量泵蜗轮磨损失效情况示意图。蜗轮齿面磨损很不均匀，其中A点磨损最严重，从A点向曰点和C点两个方向齿面磨损逐渐减轻，BDC齿面范围内则几乎没有磨损现象。

2 蜗轮磨损原因分析

在工作过程中，蜗轮所受的力矩主要是由管路特性决定的工作压力，而连杆、柱塞和柱塞加速减速时产生的柔性冲击则因这些构件的质量较小且蜗轮转速较慢可忽略。可以将往复式泵的传动简化为曲柄连杆机构的传动，如图2所示。

图2 曲柄矗杆机构示意图

由图2可知，当连杆与曲柄A端旋转形成的圆相切(此时连杆与曲柄相垂直)时，连杆与轴的夹角达到最大值，连杆对转动中心0的力臂也同时达到最大值(等于曲柄的长度)。根据力分解的平行四边形法则，将柱塞所受的力F分解为同一平面内沿连杆的力F1和柱塞缸对柱塞的支撑力F2 (如图3所示)，得出F = F／cosψ由于在[0，π／2]内cosψ是单调下降的，当达到最大值时cos 的值最小．即此时F 的值最图3 力分解示意围大。所以当连杆与曲柄相垂直时连杆所受的力与其对转动中心的力臂同时达到最大值，此时蜗轮所受的转矩最大。由此可知曲柄从B点开始顺时针旋转时，蜗轮所受转矩从零逐渐增大，至d点达到最大值，然后逐渐减小，到c点减小到零，由c点到B点之间蜗轮所受转矩也为零。

受力的分布规律与蜗轮的磨损规律恰好符合，说明蜗轮的不均匀磨损主要是由曲柄连杆机构的运动特性造成的。

3 解决措施

为了减轻往复式泵的蜗轮磨损，延长蜗轮的使用寿命，在分析磨损原因的基础上，可以从以下几个方面考虑进行改进。

3 .1 提高蜗轮的齿面接触疲劳强度要提高蜗轮的齿面接触疲劳强度，只有改变蜗轮的材质采用耐磨的高强度材料。改用耐磨材料意味着增加成本．而且需要委托加工单位加工，叉未对原蜗轮进行充分利用。此法虽可行，但很不经济。

3 .2 提高泵的散热能力，降低油温

蜗杆传动效率低，工作时发热量大，往复式泵在这样的闭式传动中如果散热不良，润滑油会因油温过高(润滑油温一般应限制在60～70℃ ．最高不应超过80℃)而被稀释，影响润滑效果，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。因此，当往复式泵的工作温度较高时，可以采取增大散热面积，加速空气流通或在传动箱内加装循环冷却管路等措施来降低油温。

3.3 改善对蜗轮的润滑效果

当润滑不良时，蜗轮、蜗杆的传动效率将显著降低，并且会带来剧烈的磨损和产生胶合破坏。此时可以采用粘度大的矿物油进行良好的润滑，并在润滑油中加入添加剂以提高润滑油的抗胶合能力。

3.4 提高蜗轮的利用率

由蜗轮的磨损分析可以知道，蜗轮的磨损主要发生在图2中的d点附近，其它位置的磨损则较轻微，如果能使蜗轮均匀磨损则可大大延长蜗轮的使用寿命。为了达到这个目的可以采用如下方法：

(1)通过数据积累绘制出蜗轮磨损劣化倾向图；

(2)以蜗轮上原有的销孔或键槽为基准进行重新加工，使蜗轮上包括新加工的销孔和原有销孔共

4个销孔或键槽均匀分布且完全对称(如图4所示)；

(3)根据劣化倾向图，在往复式泵运行适当的时间后将蜗轮旋转90°安装；(4)重复执行上一步工作，使蜗轮均匀磨损。

4 结论

采用上述的3．2，3．3，3．4三条措施对进口柱塞计量泵进行了改进，效果颇为满意，蜗轮磨损均匀，使用寿命提高4倍多。为了提高设备的利用率，设备的检修工作不是仅靠一个“换”字来解决的，通过分析原因．提出改进措施才能创造更大的经济效益。

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