旋片真空泵X-150技術(shù)改進(jìn)

　　針對旋片真空泵X-150故障頻繁問(wèn)題，結合汽相干燥系統工作狀況，分析故障成因，并結合實(shí)際進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，延長(cháng)設備大修周期。

　　在電工產(chǎn)品絕緣件干燥處理的真空系統中，我國目前大都采用羅茨泵加旋片式真空泵的真空系統，旋片泵又以X-150型泵為最多。近年來(lái)，我廠(chǎng)煤油汽相干燥設備配套使用的2臺X-150型旋片泵故障率較高，一般使用2個(gè)月就要解體大修一次，最嚴重的使用僅半個(gè)月真空度就嚴重下降：極限真空由原來(lái)的10Pa左右降至500Pa以上，不能滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求。經(jīng)多次檢查發(fā)現，旋正泵最常見(jiàn)的故障是。

　　(1)易損件壽命短——兩塊旋片之間的9條彈簧、4個(gè)排氣閥、2個(gè)骨架油封一般使用2個(gè)月就要更換一次。而正常情況下，上述易損件可使用半年左右，造成維修頻繁，成本高昂。

　　(2)泵溫超高——經(jīng)常超過(guò)80℃，超出正常溫度(60℃以下)20℃以上。由于泵溫升高會(huì )使泵油粘度大幅下降，并使真空泵油的飽和蒸汽壓升高，使泵的極限壓力升高和抽氣效率下降，并使橡膠件容易老化，出現漏油。

　　(3)真空泵油消耗大——平均運行三天就要更換一次，而正常情況下運行10天左右才需要更換，運行成本高昂。

1、工作狀況及改進(jìn)過(guò)程分析

　　真空度低開(kāi)始懷疑是設備老化的緣故，于是更換了1臺新泵，但只使用了2個(gè)月，真空度也嚴重下降至500Pa以上，達不到生產(chǎn)工藝要求，顯然用新的真空泵不能解決問(wèn)題。

　　(1)首先我們考慮是腐蝕性汽體或液體嚴重影響真空泵的運行。

　　煤油汽相干燥設備是用特種煤油做加熱介質(zhì)，液態(tài)煤油經(jīng)蒸發(fā)器蒸發(fā)后變成煤油汽體，利用相變換熱原理來(lái)干燥絕緣產(chǎn)品。由于系統中要保持一定的壓力，通過(guò)真空泵抽出里面的混合汽體來(lái)實(shí)現，因此真空泵吸入的混合汽體必然含有水蒸汽和煤油蒸汽。而煤油的腐蝕性非常強，因此在真空泵前面分別安裝了熱交換器和主冷凝器，將高溫水蒸汽和煤油蒸汽冷凝下來(lái)成為液體，阻止煤油蒸汽抽入真空泵中腐蝕泵體。

　　檢查真空泵里面的泵油，發(fā)現有一股濃烈的煤油氣味，確認泵油里面混合有大量煤油，因此防止煤油進(jìn)入真空泵內是首當其沖的任務(wù)。我們檢查了冷凝液收集罐中液體的溫度，發(fā)現高達62℃，而正常為30～50℃。終于找到癥結所在——煤油蒸汽冷凝不良，導致過(guò)多被抽入真空泵內。帶著(zhù)這個(gè)問(wèn)題，我們又檢查了冷卻水的溫度，冷卻水經(jīng)過(guò)冷凍機后的溫度為12℃左右，屬正常范圍；檢查冷卻水壓力及流量，均正常。但是主冷凝器的出水溫度很高，達75℃，而進(jìn)水的溫度僅12℃，那么大的溫差表明了什么?表明主冷凝器未必有問(wèn)題，可能是熱源溫度太高或量太大所致，檢查熱源溫度為120℃左右，屬正常范圍，最后將疑點(diǎn)定格在熱源量大這個(gè)因素上，即混合汽體的量很大。

　　檢查真空罐中的煤油汽體壓力，發(fā)現高達15kPa，正常為8kPa～12kPa，煤油汽體壓力高表明汽體量多，因此抽出的煤油汽體也多。此時(shí)我們聯(lián)想到去年曾更換過(guò)蒸發(fā)器，可能是蒸發(fā)器蒸發(fā)功率太高所致。于是嘗試降低蒸發(fā)器的功率，將煤油蒸汽的壓力保持在8kPa～12kPa，冷凝液收集罐的溫度隨即降至正常范圍，有效阻止了煤油汽體進(jìn)入真空泵內，防止腐蝕泵體。解決了煤油蒸汽熱源量大的問(wèn)題后，泵溫隨即恢復了正常，達60℃以下，漏油現象也隨之消失，泵油消耗量較原來(lái)降低4成左右，易損件的壽命延長(cháng)至3至4個(gè)月，但較以往的正常水平仍有差距。

　　(2)其次，我們考慮調整旋片泵機械傳動(dòng)機構的配合精度。

　　旋片泵的主要配合面有3處：①轉子左端部與泵體左端蓋。②轉子右端部與泵體右端蓋。③轉子圓柱面與泵腔頂端。其中，最為關(guān)鍵的配合面是最后一處，如果配合間隙過(guò)大，油膜的密封性會(huì )大大降低，泵油及混合氣體在泵腔體內壓縮后形成巨大壓力，部分直接從間隙擠出，無(wú)法順利通過(guò)排氣閥排出泵腔外，導致抽氣效率大打折扣；如果配合間隙過(guò)小，轉子轉動(dòng)不暢，甚至磨蝕，抽氣效率更低。我們測量了下該配合間隙，發(fā)現高達0.25mm以上，查找相關(guān)維修手冊，合理的配合間隙應為0.03mm～0.08mm。由于轉子和泵腔已經(jīng)輕微磨蝕，端蓋的兩個(gè)定位銷(xiāo)無(wú)法滿(mǎn)足合理的配合間隙，我們取消了其中一個(gè)定位銷(xiāo)，通過(guò)調整端蓋的緊固螺栓來(lái)達到較佳的配合間隙，最后將它調整到0.05mm。

　　轉子左右端與端蓋間的間隙共為0.5mm，但由于轉子無(wú)軸向定位，因此，兩端的間隙不穩定，可軸向竄動(dòng)0.5mm。經(jīng)實(shí)踐證明，間隙超過(guò)0.35mm時(shí)，抽氣效率就開(kāi)始下降，我們改用具備一定軸向定位能力的軸承，使轉子與端蓋的間隙保持恒定為0.25mm。

　　(3)最后，考慮改善零配件材質(zhì)。

　　經(jīng)過(guò)多次解體修理，我們發(fā)現真空泵最易受損的零配件是兩塊旋片之間的彈簧和排氣孔上的排氣閥，一般壽命為2個(gè)月左右。兩塊旋片之間共有9條彈簧，若全部或部分斷裂，兩塊旋片則無(wú)法完全張開(kāi)貼緊泵腔壁，造成密封性大大降低，部分混合氣體和泵油從旋片與腔壁間的間隙中溢出，從面降低抽氣效率和真空度。從說(shuō)明書(shū)中查閱到該彈簧的材質(zhì)為65Mn，屬于很普通的碳素彈簧鋼絲，雖然強度較高，但韌性較差。工作時(shí)，彈簧每分種要循環(huán)壓縮高達150次，如此頻繁的壓縮，很易導致彈簧疲勞斷裂。我們決定選用綜合性能更為優(yōu)良的熱軋彈簧鋼60Si2MnA，具備較高的韌性和耐疲勞強度。排氣閥上的排氣碟簧和排氣閥片所用材料同樣是65Mn，也改用60Si2MnA材料。

2、改進(jìn)效果和心得體會(huì )

　　經(jīng)過(guò)上述改進(jìn)后，2臺旋片泵運行狀況良好，運轉噪聲、振動(dòng)、溫度、油耗較低，均達正常水平，一般運行6個(gè)月才出現真空度下降的情況，大修周期由原來(lái)的2個(gè)月延長(cháng)到6個(gè)月以上，大大延長(cháng)了維修周期，降低了維修成本。

　　心得體會(huì )：旋片泵故障頻繁，不僅要在泵身上找原因：調整好傳動(dòng)機構的配合間隙和改善零配件材質(zhì)，更要在系統上找原因，如果未解決系統熱源量大的問(wèn)題，就算質(zhì)量再好的旋片泵，也無(wú)法適應如此惡劣的運行環(huán)境。