在不改变立式自吸泵机封腔体结构的前提下，通过改变机封类型，解决机封故障问题——立式自吸泵在用户运行现场出现噪声大、振动严重的问题。初步判断为轴承润滑不足导致轴承故障，用户将润滑油补充后，情况略有好转，时间不长，又出现噪声振动问题，同时机封发生泄漏。经拆检确认，机封和轴承损坏。机封损坏是由于用户现场属于水资源缺乏地区，且供水压力很低，无法满足机封使用要求。在不改变泵机封腔体结构的前提下，通过改变机封类型，解决机封故障问题。经拆检确认，轴承已经烧坏，排除轴承箱体和轴尺寸及同心度问题，轴承损坏属于缺少润滑脂导致。该泵为现场用泵，在不改变泵结构的前提下，通过更换轴承类型，解决轴承故障问题。通过上述两种解决方案，满足了用户现场的使用要求，对产品进行了改型升级。

本文刊登于PROCESS《流程工业》2021年第13期

《立式自吸泵机封和轴承的故障诊断及解决方案》

文/金雪红 任攀玉 程蕾

本文作者供职于西安泵阀总厂有限公司。

立式自吸泵在石油化工领域使用广泛，介质多种多样，主要有污水、尿素溶液、氯化钠溶液以及混合溶液等，我公司生产的立式自吸泵数量逐年增多，但是结构都是老结构，导致苛刻工况下的用户使用现场运行稳定性不好。在机封水缺乏或压力不够、介质特殊状况下，运行易出现故障。

以某用户现场自吸泵为例，原机封为双端面机械密封，冲洗方案为PLAN54方案。在使用的过程中频繁出现机封故障。经了解后得知，用户现场水资源匮乏，冲洗水不定时会出现断水或压力偏低的情况。针对此种使用工况特制定以下解决方案。

改型前机封部件结构

如图1所示为机封初始结构布置，通过机封压盖上一进一出两个冲洗孔接机封冷却水冲洗。冲洗水压力偏低，则会导致上部动静环密封面缺水干摩擦，致机封损坏出现故障。机封水若出现断水情况，不能正常供应机封水，则机封更易发生故障致使介质泄漏。

改型后机封部件结构

针对上述使用工况及故障频发的现象，将上述机封结构进行改造。泵在用户现场，在不改变泵主要零部件的情况下，将原双端面机封介质端静环不变，在其上部配以单端面机封动环，如图2所示。即采用常规单端面机封倒装的形式。泵运行之前，从机封压盖上的冲洗孔通入水，直至水从另一端冲洗孔溢出为准。此种改型就避免了缺水或压力不足引起的机封故障问题。

机封部件优化结构

针对上述改型，在使用过程中可能会存在两种情况。用户现场该泵为间断运行，且每次运行时间很短，只需按照上述加水运行即可。

用户现场该泵为连续运行，或间断运行时间过长，则需采用图3所示结构。图3与图2的区别在于，需给轴承箱体两侧的排水孔加装堵头，再从轴承箱体侧面开窗口位置加入一定量的水，水位以略低于机封压盖最上端为宜，即图3中所示的A腔。该腔因为与大气相通敞口式，A腔中的水相当于对机封具有外部冷却降温的作用，更能保证机封的工作稳定性。

以某用户现场自吸泵为例，轴承频繁多次出现故障，最初怀疑轴承箱体和轴上装轴承尺寸问题，或是轴承质量问题，经过检查，更换和使用，故障始终没有解决。针对此问题，发现轴承结构存在不合理之处，特制定以下解决方案。

改型前轴承部件结构

原轴承部件为上部设置圆柱滚子轴承，承受径向力；下部设置两个角接触球轴承，承受轴向力，润滑方式为脂润滑，上部和下部分别装有油杯。此结构如图4所示，在使用的过程中频繁出现轴承故障。最初故障表现为振动噪声，经了解后得知，应为轴承缺乏润滑，补充完润滑脂后，运行不久，又出现故障。

经分析，主要原因在于上部圆柱滚子轴承是立式结构，润滑油由于重力作用，易往下走，存不住油从而导致轴承因缺油故障。

改型后轴承部件结构

针对上述问题，由于为用户现场用泵，不能对结构进行过大调整，因此将现场泵改造为图5所示的结构安装形式。将原承受径向力的圆柱滚子轴承改为免维护的深沟球轴承。免维护深沟球轴承两端带防尘盘，免维护，不用加油。至此就避免了由于缺少润滑油而产生的故障问题。

定型轴承部件优化结构

根据上述故障及改型过程可知，主要属于结构设计时没有考虑该泵为立式安装情况所致。根据立式安装特性，将已有产品进行改型升级，优化后的轴承结构如图6所示。该结构上部采用免维护双列角接触球轴承承受轴向力，起到定位支撑作用。结构下部采用免维护的深沟球轴承结构，承受整个泵的径向力。

对此类型立式结构泵，将泵的轴承全部采用免维护的轴承，方便用户现场的使用。下部径向轴承采用比上部止推轴承小一个系列的轴承，这样在装配穿轴时，就可以先将上下轴承装到轴上，再将转子（轴和轴承）从上到下穿到轴承箱体中，最后将圆螺母及压盖等零件转配好，轴承部件的安装就完成了。这样的设计方便穿轴且有利于装配。

通过解决用户现场的实际问题，发现产品设计中的不足之处，可以对产品的结构起到改进作用，进而提高产品的运行稳定性，提高用户满意度。

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