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磁性联轴器工作环境及应用的分析研究
编辑:诸暨和创电机科技有限公司   发布时间:2021-09-27

  磁性联轴器工作环境及应用的分析研究

  在磁力传动泵的应用中,存在推力轴承磨损快、磁力驱动泵振动大等故障。结合现场实践,对部分结构进行了改造,并对振动情况进行了分析。近年来,磁力驱动技术发展迅速,已逐渐应用于石油、化工、冶金、制药、印染、电镀、食品和环保等领域。磁力离心泵(简称磁力泵)故障较多,在一定程度上影响了其应用和推广。比如磁性材料容易失磁,导致扭矩传递异常,介质和压力的限制不能满足工艺要求。

  一、磁力泵的特点

  磁力泵是一种利用永磁磁力传动实现扭矩无接触传递的新型泵。当电机带动外磁转子(即外磁钢)组件旋转时,磁力线穿过隔离套,在磁场的作用下带动内转子(即内磁钢)组件和叶轮同步旋转。由于介质封闭在静态隔离套内,达到了泵送介质不泄漏的目的。该设计保证了全密封、无泄漏、无污染,可解决机械传动泵轴封泄漏问题。

  1.优点:取消了泵的机械密封,彻底消除了离心泵机械密封跑、冒、滴、漏的不可避免的缺陷。实现零泄漏、无污染是更好的选择,可以实现设备的本质安全。泵的溢流部分由不锈钢和工程塑料制成,可以达到耐腐蚀的目的。磁性联轴器与泵体为一体,具有结构紧凑、磁性联轴器对驱动电机过载保护的特点。易损件少,维修方便,使用寿命长。

  2.缺点:传输效率低。与离心泵相比,在相同的工艺条件下,能耗更高。目前国内使用的钕铁硼等永磁材料性能不稳定,工艺选择有一定局限性。工艺所需介质的额定温度和压力与磁力泵的泵体材料有关。泵体采用金属材料或F46内衬时,工作介质额定温度≤80℃,额定压力≤1.6MPa,泵体采用非金属材料时,工作介质额定温度≤60℃,额定压力≤0.6MPa,工作介质额定温度≥350℃时,磁力泵有失磁危险,难以实现长期安全运行,需单独设计。适用于输送介质密度≤1300kg/m、粘度≤30×10-6m/s的无铁磁性、无纤维的液体,对于高密度、高粘度的介质,传递扭矩比较大,暂时没有得到很好的应用。轴承一般由输送的介质润滑冷却,禁止磁力泵空载反转运行。实际运行中磁性材料失效带来的问题很难解决。

  二、故障分析及处理措施

  1.磁力泵的止推轴承磨损很快。

  (1)原因分析:吹出苯原料泵,型号50CQ-40磁力泵,流量220升/分,扬程40米,电机功率4kW/台。泵运行一段时间后,后轴承磨损严重,后推力轴承断裂,叶轮叶片、泵体前盖和泵体部件均磨损。叶轮与推力轴承磨损方向相同,说明叶轮向进口端运行,轴向不平衡明显。装配后扩大原叶轮的平衡孔没有效果。大修后,前推力轴承磨损深度约2~3 mm,推力轴承材质改为1Cr13后问题仍未解决。综合分析认为,当泵内轴承与止推板的压差较小时,介质润滑的速度较慢甚至无法流动,使相互摩擦产生的热量不易带走,导致介质汽化加剧和干磨,导致止推轴承失效。因此,推力轴承的磨损是磁力泵推力轴承快速磨损的主要原因。

  (2)处理措施:增加支撑轴承和推力轴承的润滑。50CQ-40磁力泵采用轴向力自动平衡装置。但如果前轴承和推力轴承润滑不良,自冲冷却效果不好,苯介质蒸发,摩擦变干,必然导致轴承和推力轴承快速磨损。根据计算,由于阻力损失和沿介质流动的压力分布,前推力轴承和支撑轴承处的压差小于<0.1兆帕。因此,增加前推力轴承和支撑轴承的润滑成为解决故障的关键。将叶轮后叶片的间隙增加1毫米,以减少轴向不平衡力。前后端石墨轴承配合面增加4条直槽,深度约3~4 mm,宽度与端槽相等,加深端槽,提高介质流动效果。两个支撑石墨轴承之间的介质润滑孔被堵塞,冷却润滑剂被迫通过轴承内壁,避免干摩擦,通过强制流动提高润滑效果。