軸頭齒輪油泵故障分析

孟春勝，徐敏，萬(wàn)軍

（中海石油化學(xué)股份有限公司，海南東方 572600）

0 引言

軸頭齒輪油泵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，可靠性好，而一旦出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行，在某些情況下，還可能引起設(shè)備的損壞。油泵的故障有的比較容易判斷，但是有一些故障判斷起來(lái)卻比較麻煩，因此我們需要對(duì)油泵的故障進(jìn)行綜合分析判斷，才能有效地處理故障，進(jìn)而保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

1 軸頭油泵常見(jiàn)故障

1.1 離合器故障

軸頭齒輪油泵一般通過(guò)離合器連接在設(shè)備主軸上，以便通過(guò)手搖的方式確認(rèn)油泵工作正?；蛘咴谠O(shè)備啟動(dòng)之前對(duì)設(shè)備進(jìn)行先期潤(rùn)滑，但是離合器故障后，油壓就會(huì)產(chǎn)生較大的波動(dòng)，甚至油壓歸零，這時(shí)帶油壓連鎖的設(shè)備就會(huì)連鎖跳車。

離合器故障并不是只有一種現(xiàn)象，比較明顯的一種故障是設(shè)備啟動(dòng)后油壓為零，軸頭泵無(wú)聲音，軸頭泵不運(yùn)轉(zhuǎn)，有手搖功能的齒輪油泵還可以觀察到軸不旋轉(zhuǎn)，這時(shí)基本可以判定為離合器故障。

另一種是比較隱蔽的故障表現(xiàn)形式，齒輪油泵可以正常運(yùn)行，但是在設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)油壓的大幅波動(dòng)，甚至?xí)▌?dòng)至油壓連鎖值引起設(shè)備停車，但是，設(shè)備再次啟動(dòng)初期又工作正常。我廠一臺(tái)氮?dú)鈮嚎s器就遇到了這種故障，通過(guò)主控的歷史記錄查到氮壓機(jī)油壓波動(dòng)的幅度非常大，時(shí)間又沒(méi)有太強(qiáng)的規(guī)律性，有時(shí)20min 左右波動(dòng)一次，有時(shí)40 min 左右波動(dòng)一次。對(duì)儀表線路進(jìn)行了檢查，儀表各個(gè)接頭沒(méi)有松動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)顯示與主控顯示一致；再次檢查回油閥彈簧及鋼球沒(méi)有故障，密封面也無(wú)損傷；最后采用現(xiàn)場(chǎng)蹲守的方式，觀察到在油壓波動(dòng)的時(shí)候，齒輪油泵主軸曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)短暫的停轉(zhuǎn)，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)壓力表和主控儀表顯示數(shù)據(jù)均出現(xiàn)波動(dòng)，至此可以判斷為離合器故障，經(jīng)更換離合器后齒輪油泵工作恢復(fù)正常。

1.2 回油閥故障

回油閥是軸頭齒輪油泵的主要油壓控制器，一般齒輪油泵的設(shè)計(jì)油壓均高于設(shè)備的供油壓力，通過(guò)回油閥控制油壓至設(shè)計(jì)輸出壓力范圍。

回油閥的故障主要有以下幾種情況：

1）設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間使用后回油閥的鋼球或密封面磨損，造成密封性能下降。這種油壓的變化一般比較緩慢，在運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的設(shè)備上出現(xiàn)的概率較高。一般通過(guò)更換鋼球和研磨密封面可消除這種影響。

2）彈簧彈力下降，密封壓力不足從而導(dǎo)致油壓下降。彈簧的彈力下降一般是一個(gè)比較緩慢的過(guò)程，但是彈簧的突然斷裂則可能導(dǎo)致油壓的急劇變化，通過(guò)及時(shí)更換彈簧就可排除故障。

3）鋼球夾雜引起鋼球密封不嚴(yán)。鋼球夾雜的來(lái)源主要有油缸帶入雜質(zhì)、入口鋼絲網(wǎng)破裂鋼絲帶入及油泵填料脫落等來(lái)源。由于鋼球夾雜物的大小和形狀不同，對(duì)油壓的影響也不一致，有的對(duì)油壓影響較小從而經(jīng)常被忽視。我公司一臺(tái)氮?dú)鈮嚎s機(jī)軸頭泵初始?jí)毫?.4MPa，通過(guò)回油閥調(diào)整壓力至0.25MPa，停機(jī)一段時(shí)間后啟動(dòng)設(shè)備，油壓下降，最高只能調(diào)至0.25MPa。雖然當(dāng)前油壓也能滿足設(shè)備需要，但是油壓的下降必定有故障，通過(guò)排查發(fā)現(xiàn)軸頭泵回油閥鋼球上有一條填料線，將鋼球清潔后啟動(dòng)設(shè)備，油壓恢復(fù)正常。

1.3 油泵進(jìn)氣

油泵帶氣之后，齒輪腔室密封不嚴(yán)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)法形成真空吸力，從而形成空載，不打壓，這是齒輪油泵非常常見(jiàn)的故障之一。

形成油泵帶氣的原因是多方面的，需根據(jù)油路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、設(shè)備使用時(shí)間等綜合考慮。

1）潤(rùn)滑油黏度較低。當(dāng)使用的是低黏度的潤(rùn)滑油時(shí)，由于潤(rùn)滑油的流動(dòng)性較強(qiáng)，油泵內(nèi)的油較容易通過(guò)進(jìn)油管回流至油箱，油泵內(nèi)會(huì)留下較大的氣腔，在齒面及齒輪端面位置不能形成有效密封。在油泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不能有效形成真空抽力，也就無(wú)法有效供油。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，如條件允許則應(yīng)提高潤(rùn)滑油的標(biāo)號(hào)，或需要在啟動(dòng)時(shí)對(duì)油泵本體重新注油。

2）油封磨損。齒輪油泵在使用一段時(shí)間之后，油封填料會(huì)出現(xiàn)老化或磨損情況，甚至填料密封在使用較長(zhǎng)時(shí)間后，還會(huì)造成齒輪軸磨損，從而最終使齒輪油泵從油封填料處向外漏油。在油泵正常使用的時(shí)候主要表現(xiàn)為滴漏或線狀漏，但是在停車之后，這種緩慢的滴漏也能形成油泵內(nèi)的油料流失，從而在油泵內(nèi)形成氣體空間，在油泵下次啟動(dòng)時(shí)造成油泵無(wú)法有效供油，這種故障發(fā)生時(shí)必須及時(shí)更換填料，及時(shí)更換磨損的齒輪軸，或者對(duì)齒輪軸的損傷部位進(jìn)行修復(fù)。

3）密封墊泄漏。油泵與機(jī)體連接的密封墊一般都采用石棉墊，由于螺栓未擰緊或由于未涂密封膠等原因，墊片位置容易出現(xiàn)緩慢滲油的情況，如滲油量較大，在油泵未啟動(dòng)的情況下仍有滲油發(fā)生，則在油泵靜置一段時(shí)間后，油泵內(nèi)的油就會(huì)全部流至泵外，油泵內(nèi)充滿空氣，從而在油泵啟動(dòng)時(shí)無(wú)法形成真空抽力，引起油泵無(wú)法有效供油。一般通過(guò)更換墊片，涂抹密封膠等措施可消除故障。

1.4 油泵壓力不足

油泵壓力不足或者打壓下降，是齒輪油泵經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的情況，出現(xiàn)這種情況的原因主要有以下幾種。

1）油泵出廠時(shí)間隙過(guò)大。油泵由于制造精度較差等原因，引起齒輪間隙和齒端間隙過(guò)大，油泵密封效果差，油泵的抽力不足。表現(xiàn)就是油泵壓力較低。出現(xiàn)這種情況就需要對(duì)油泵進(jìn)行拆解，重新測(cè)量油泵的間隙。一旦確認(rèn)是間隙過(guò)大的問(wèn)題，應(yīng)更換油泵齒輪內(nèi)件或者更換新的合格油泵。

2）入口濾網(wǎng)臟。軸頭齒輪油泵的油一般都是從機(jī)體下部的油箱內(nèi)抽油，在油泵進(jìn)油管的入口處會(huì)有一個(gè)濾網(wǎng)，對(duì)雜物進(jìn)行過(guò)濾。在設(shè)備運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間以后，如沒(méi)有及時(shí)對(duì)入口濾網(wǎng)進(jìn)行清理，則容易出現(xiàn)入口濾網(wǎng)堵，從而引起油泵抽油阻力大，油泵壓力不足。一般在每次更換潤(rùn)滑油時(shí)，都要對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行清洗保養(yǎng)就可有效避免這種情況，在個(gè)別情況下，油箱內(nèi)漏入了雜物可引起濾網(wǎng)堵塞，所以在油泵打壓不足時(shí)要及時(shí)對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行檢查。

3）油泵磨損。隨著油泵使用時(shí)間的延長(zhǎng)，油泵齒輪的齒面、齒輪的端面、軸套等部位都會(huì)出現(xiàn)磨損。隨著磨損的逐漸加大，齒輪油泵表現(xiàn)出壓力越來(lái)越低的情況。正常磨損時(shí)油泵壓力下降會(huì)非常緩慢，有時(shí)一兩年才能看出一點(diǎn)變化。如油壓已經(jīng)下降到許可油壓范圍的底線，則需更換油泵內(nèi)件。但是如果因?yàn)槿肟跒V網(wǎng)破損等原因，油泵內(nèi)有異物進(jìn)入，引起齒輪的齒面非正常損傷，則可能引起齒輪油泵壓力較快下降，甚至損壞整個(gè)油泵。為防止這種情況的發(fā)生，一般在檢修時(shí)要注重油路的清潔和入口濾網(wǎng)的完整。

4）出口過(guò)濾器堵。在油泵給機(jī)體供油之前，一般都會(huì)加一個(gè)油過(guò)濾器，以防止雜物進(jìn)入機(jī)體潤(rùn)滑部位，引起機(jī)體的損傷并造成事故。油過(guò)濾器的濾芯如較長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有進(jìn)行清洗或者更換，也極易引起油壓下降，一般通過(guò)對(duì)比過(guò)濾器前后的壓力表壓差就可確認(rèn)油濾的狀況。如確認(rèn)是油過(guò)濾器堵，則需清理或更換濾芯。按時(shí)對(duì)油過(guò)濾器濾芯進(jìn)行清理和更換，就能有效避免類似情況的發(fā)生。

5）油管路故障。油管路在機(jī)體外的漏油情況比較容易判斷，但是如漏油部位位于機(jī)體內(nèi)部就不易判斷，如果出現(xiàn)油泵出口至機(jī)體間的油管路泄漏、斷裂或接頭松動(dòng)的情況，就會(huì)使大量潤(rùn)滑油從管路中漏出，引起油泵背壓降低，從而表現(xiàn)出油壓下降。這種情況出現(xiàn)是比較危險(xiǎn)的，往往由于機(jī)體的供油不足從而引起潤(rùn)滑部位缺油損壞。在出現(xiàn)油泵打壓下降，又排除其它可能故障時(shí)，就必須考慮油管路的故障問(wèn)題。

2 結(jié)論

除了上述的故障外，油泵還可能發(fā)生其它一些不常見(jiàn)的故障。在油泵故障表現(xiàn)形式相同的情況下，可能的故障原因是多種多樣的，在處理軸頭齒輪油泵故障時(shí)，一定要熟悉各種故障的原因，通過(guò)各種手段去判斷故障的最終原因，以便有針對(duì)性地處理油泵的故障，減少設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

［1］任曉善.化工機(jī)械維修手冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.