轴头齿轮油泵故障分析

2014-04-16孟春胜徐敏万军

机械工程师 2014年1期

孟春胜，徐敏，万军

（中海石油化学股份有限公司，海南东方 572600）

0 引言

轴头齿轮油泵的结构简单，应用广泛，可靠性好，而一旦出现问题，就会影响设备的正常运行，在某些情况下，还可能引起设备的损坏。油泵的故障有的比较容易判断，但是有一些故障判断起来却比较麻烦，因此我们需要对油泵的故障进行综合分析判断，才能有效地处理故障，进而保证设备的正常运行。

1 轴头油泵常见故障

1.1 离合器故障

轴头齿轮油泵一般通过离合器连接在设备主轴上，以便通过手摇的方式确认油泵工作正常或者在设备启动之前对设备进行先期润滑，但是离合器故障后，油压就会产生较大的波动，甚至油压归零，这时带油压连锁的设备就会连锁跳车。

离合器故障并不是只有一种现象，比较明显的一种故障是设备启动后油压为零，轴头泵无声音，轴头泵不运转，有手摇功能的齿轮油泵还可以观察到轴不旋转，这时基本可以判定为离合器故障。

另一种是比较隐蔽的故障表现形式，齿轮油泵可以正常运行，但是在设备的运行过程中经常会出现油压的大幅波动，甚至会波动至油压连锁值引起设备停车，但是，设备再次启动初期又工作正常。我厂一台氮气压缩器就遇到了这种故障，通过主控的历史记录查到氮压机油压波动的幅度非常大，时间又没有太强的规律性，有时20min 左右波动一次，有时40 min 左右波动一次。对仪表线路进行了检查，仪表各个接头没有松动，现场显示与主控显示一致；再次检查回油阀弹簧及钢球没有故障，密封面也无损伤；最后采用现场蹲守的方式，观察到在油压波动的时候，齿轮油泵主轴曾经出现过短暂的停转，同时现场压力表和主控仪表显示数据均出现波动，至此可以判断为离合器故障，经更换离合器后齿轮油泵工作恢复正常。

1.2 回油阀故障

回油阀是轴头齿轮油泵的主要油压控制器，一般齿轮油泵的设计油压均高于设备的供油压力，通过回油阀控制油压至设计输出压力范围。

回油阀的故障主要有以下几种情况：

1）设备长时间使用后回油阀的钢球或密封面磨损，造成密封性能下降。这种油压的变化一般比较缓慢，在运行时间较长的设备上出现的概率较高。一般通过更换钢球和研磨密封面可消除这种影响。

2）弹簧弹力下降，密封压力不足从而导致油压下降。弹簧的弹力下降一般是一个比较缓慢的过程，但是弹簧的突然断裂则可能导致油压的急剧变化，通过及时更换弹簧就可排除故障。

3）钢球夹杂引起钢球密封不严。钢球夹杂的来源主要有油缸带入杂质、入口钢丝网破裂钢丝带入及油泵填料脱落等来源。由于钢球夹杂物的大小和形状不同，对油压的影响也不一致，有的对油压影响较小从而经常被忽视。我公司一台氮气压缩机轴头泵初始压力为0.4MPa，通过回油阀调整压力至0.25MPa，停机一段时间后启动设备，油压下降，最高只能调至0.25MPa。虽然当前油压也能满足设备需要，但是油压的下降必定有故障，通过排查发现轴头泵回油阀钢球上有一条填料线，将钢球清洁后启动设备，油压恢复正常。

1.3 油泵进气

油泵带气之后，齿轮腔室密封不严，运转时无法形成真空吸力，从而形成空载，不打压，这是齿轮油泵非常常见的故障之一。

形成油泵带气的原因是多方面的，需根据油路系统的结构、设备使用时间等综合考虑。

1）润滑油黏度较低。当使用的是低黏度的润滑油时，由于润滑油的流动性较强，油泵内的油较容易通过进油管回流至油箱，油泵内会留下较大的气腔，在齿面及齿轮端面位置不能形成有效密封。在油泵运转时，不能有效形成真空抽力，也就无法有效供油。当这种情况发生时，如条件允许则应提高润滑油的标号，或需要在启动时对油泵本体重新注油。

2）油封磨损。齿轮油泵在使用一段时间之后，油封填料会出现老化或磨损情况，甚至填料密封在使用较长时间后，还会造成齿轮轴磨损，从而最终使齿轮油泵从油封填料处向外漏油。在油泵正常使用的时候主要表现为滴漏或线状漏，但是在停车之后，这种缓慢的滴漏也能形成油泵内的油料流失，从而在油泵内形成气体空间，在油泵下次启动时造成油泵无法有效供油，这种故障发生时必须及时更换填料，及时更换磨损的齿轮轴，或者对齿轮轴的损伤部位进行修复。

3）密封垫泄漏。油泵与机体连接的密封垫一般都采用石棉垫，由于螺栓未拧紧或由于未涂密封胶等原因，垫片位置容易出现缓慢渗油的情况，如渗油量较大，在油泵未启动的情况下仍有渗油发生，则在油泵静置一段时间后，油泵内的油就会全部流至泵外，油泵内充满空气，从而在油泵启动时无法形成真空抽力，引起油泵无法有效供油。一般通过更换垫片，涂抹密封胶等措施可消除故障。

1.4 油泵压力不足

油泵压力不足或者打压下降，是齿轮油泵经常会出现的情况，出现这种情况的原因主要有以下几种。

1）油泵出厂时间隙过大。油泵由于制造精度较差等原因，引起齿轮间隙和齿端间隙过大，油泵密封效果差，油泵的抽力不足。表现就是油泵压力较低。出现这种情况就需要对油泵进行拆解，重新测量油泵的间隙。一旦确认是间隙过大的问题，应更换油泵齿轮内件或者更换新的合格油泵。

2）入口滤网脏。轴头齿轮油泵的油一般都是从机体下部的油箱内抽油，在油泵进油管的入口处会有一个滤网，对杂物进行过滤。在设备运行较长时间以后，如没有及时对入口滤网进行清理，则容易出现入口滤网堵，从而引起油泵抽油阻力大，油泵压力不足。一般在每次更换润滑油时，都要对滤网进行清洗保养就可有效避免这种情况，在个别情况下，油箱内漏入了杂物可引起滤网堵塞，所以在油泵打压不足时要及时对滤网进行检查。

3）油泵磨损。随着油泵使用时间的延长，油泵齿轮的齿面、齿轮的端面、轴套等部位都会出现磨损。随着磨损的逐渐加大，齿轮油泵表现出压力越来越低的情况。正常磨损时油泵压力下降会非常缓慢，有时一两年才能看出一点变化。如油压已经下降到许可油压范围的底线，则需更换油泵内件。但是如果因为入口滤网破损等原因，油泵内有异物进入，引起齿轮的齿面非正常损伤，则可能引起齿轮油泵压力较快下降，甚至损坏整个油泵。为防止这种情况的发生，一般在检修时要注重油路的清洁和入口滤网的完整。

4）出口过滤器堵。在油泵给机体供油之前，一般都会加一个油过滤器，以防止杂物进入机体润滑部位，引起机体的损伤并造成事故。油过滤器的滤芯如较长时间没有进行清洗或者更换，也极易引起油压下降，一般通过对比过滤器前后的压力表压差就可确认油滤的状况。如确认是油过滤器堵，则需清理或更换滤芯。按时对油过滤器滤芯进行清理和更换，就能有效避免类似情况的发生。

5）油管路故障。油管路在机体外的漏油情况比较容易判断，但是如漏油部位位于机体内部就不易判断，如果出现油泵出口至机体间的油管路泄漏、断裂或接头松动的情况，就会使大量润滑油从管路中漏出，引起油泵背压降低，从而表现出油压下降。这种情况出现是比较危险的，往往由于机体的供油不足从而引起润滑部位缺油损坏。在出现油泵打压下降，又排除其它可能故障时，就必须考虑油管路的故障问题。