王興超

摘要：螺桿泵屬于容積式轉(zhuǎn)子泵，主要借助于螺桿與襯套形成的密封腔的容積變化完成液體吸入與排出過(guò)程。由于螺桿泵機(jī)械噪聲低、生產(chǎn)效率高、使用壽命長(zhǎng)、壓力脈動(dòng)小，而在粘膠纖維制備中得到廣泛應(yīng)用。但是，由于粘膠纖維當(dāng)中含有大量的雜質(zhì)，在螺桿泵長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，這些雜質(zhì)極易影響螺桿泵的工作性能，而加快內(nèi)部零部件的磨損速度，影響螺桿泵的使用壽命。因此，本文將針對(duì)螺桿泵在粘膠制備中存在的問(wèn)題以及采取的改進(jìn)措施予以闡述。

關(guān)鍵詞：螺桿泵;粘膠制備;問(wèn)題;改進(jìn)措施

中圖分類號(hào)：TQ341.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-9129（2020）08-0130-01

與其它纖維相比，粘膠纖維粘度大，附著能力強(qiáng)，在高溫狀態(tài)下極易產(chǎn)生凝膠現(xiàn)象，這就對(duì)螺桿泵等輸送設(shè)備的工作性能提出了更高的要求。因此，機(jī)械技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)從螺桿泵的工作原理為著眼點(diǎn)，不斷對(duì)螺桿泵的性能進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良，使其能夠滿足粘膠纖維的制備需求。

1 螺桿泵在粘膠制備中存在的問(wèn)題

1.1螺桿間相互摩擦。螺桿泵在正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，泵體內(nèi)的螺桿之間并不會(huì)產(chǎn)生摩擦作用，但是，在制備粘膠纖維時(shí)，由于纖維當(dāng)中摻入大量雜質(zhì)，如果這些雜質(zhì)進(jìn)入到螺桿泵內(nèi)部，螺桿與襯套之間就會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨損。如果磨損程度較重，就會(huì)嚴(yán)重影響螺桿泵的流量與壓力，使螺桿泵的壽命大打折扣，同時(shí)，也給生產(chǎn)企業(yè)增加了運(yùn)營(yíng)成本。

1.2后期磨損速度加快。由于螺桿泵在制備粘膠纖維時(shí)，機(jī)體始終處于持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，在運(yùn)轉(zhuǎn)初期，泵體的各項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)不會(huì)出現(xiàn)異常狀況，但是，隨著時(shí)間的推移，在運(yùn)轉(zhuǎn)中后期，內(nèi)部螺桿的磨損值就會(huì)升高，磨損速度成指數(shù)級(jí)上漲，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)燒毀螺桿，給正常的生產(chǎn)進(jìn)程造成不利影響。究其原因，可以看出，在螺桿泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)部主動(dòng)桿發(fā)生軸向串動(dòng)現(xiàn)象，這時(shí)，從動(dòng)桿軸與平衡套之間的磨損加劇，出現(xiàn)這種狀況，修復(fù)難度極高，因此，為了避免這種情況的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)采取有效措施減緩螺桿之間的磨損速度[1]。

1.3密封作用喪失。螺桿泵密封通常分為機(jī)械密封與填料密封，對(duì)于填料密封，在選擇填料種類時(shí)，如果選用柔性石墨填料，密封效果相對(duì)好一些，但是，在螺桿泵運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，密封與軸接觸部位就會(huì)出一層厚而硬的膠皮，這時(shí)，就會(huì)對(duì)軸體產(chǎn)生磨損作用。而機(jī)械密封雖然不會(huì)損傷軸體，不過(guò)，由于粘膠材料的高粘性，在膠體長(zhǎng)時(shí)間處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，將在機(jī)械密封彈簧上形成一層厚重的凝膠，彈簧的彈性就會(huì)喪失，密封效果也將不盡人意。另外，粘膠材料當(dāng)中含有硫化氫、氫氧化鈉等酸堿化合物，這些物質(zhì)極易對(duì)機(jī)械密封產(chǎn)生腐蝕作用，而減緩機(jī)械密封的使用壽命。

2 螺桿泵的改進(jìn)措施

2.1更換螺桿與襯套材料。針對(duì)粘膠中混入的雜質(zhì)對(duì)螺桿產(chǎn)生的磨損現(xiàn)象，可以采取更換螺桿與襯套材料的方法。目前，用于制作螺桿的材料一般選用16Mn，這種材料機(jī)械加工性能優(yōu)越，能夠適應(yīng)多種不同的工況，普及應(yīng)用率相對(duì)較高。但是，在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，粘膠材料中的雜質(zhì)顆粒大小不一，當(dāng)一些大顆粒雜質(zhì)混入螺桿泵體內(nèi)時(shí)，螺桿之間的摩擦作用就會(huì)加劇，而16Mn的耐磨性能就顯得不堪一擊。因此，技術(shù)人員可以利用耐磨性較高的38CrMoAl材料來(lái)取代16Mn，這樣，能夠延緩螺桿的使用壽命。與此同時(shí)，在應(yīng)用38CrMoAl材料時(shí)，預(yù)先對(duì)材料進(jìn)行滲氮處理，這就使螺桿的強(qiáng)度得到進(jìn)一步提升。而襯套材料由HT250更換成為QT450，其強(qiáng)度值也大幅提升。經(jīng)過(guò)實(shí)踐應(yīng)用可以看出，螺桿與襯套材料更換后，螺桿之間的磨損量顯著下降，而且生產(chǎn)效率也有所提高。

2.2增設(shè)定位套。三螺桿泵與普通螺桿泵的顯著區(qū)別是，三螺桿泵主要由三根螺桿與襯套構(gòu)成，主桿螺紋為凸型雙頭，從桿螺紋為凹型雙頭，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，主從桿的旋轉(zhuǎn)方向恰好相反。三螺桿泵的主桿由軸承支承，運(yùn)行時(shí)的徑向力往往對(duì)從桿產(chǎn)生的徑向力相互抵消，這時(shí)，軸承只承擔(dān)螺桿的自重與剩余的軸向力，而平衡套則承擔(dān)從桿的軸向力。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在制備粘膠纖維時(shí)，三螺桿泵內(nèi)部螺桿間極易出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，通過(guò)原因查找發(fā)現(xiàn)主要存在兩個(gè)問(wèn)題：其一是由主桿產(chǎn)生的軸向力，使軸向定位發(fā)生串動(dòng)。其二是從桿平衡套受腐蝕嚴(yán)重，喪失了與主桿之間咬合的能力。針對(duì)這種原因，可以在軸承位置增設(shè)定位套，以防止主桿軸的來(lái)回串動(dòng)。另外，從桿平衡套的材料可以更換成為普通灰口鑄鐵，這種材質(zhì)的套體軟度較高，能夠與粘膠之間產(chǎn)生較好的潤(rùn)滑作用，而且灰口鑄鐵穩(wěn)定性高，一般不會(huì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。實(shí)踐證明，當(dāng)更換平衡套材料，增設(shè)定位套以后，三螺桿泵的主從螺桿壽命提高至少兩倍以上[2]。

2.3合理選擇機(jī)械密封材料。當(dāng)機(jī)械密封失效后，彈簧就會(huì)失去彈性而發(fā)生泄漏事故，針對(duì)這種情況，技術(shù)人員可采取包覆式機(jī)械密封，使制備粘膠纖維的粘膠材料與彈簧之間相互隔離，避免二者接觸，這樣能夠有效解決密封失效問(wèn)題。對(duì)于機(jī)械密封的動(dòng)、靜環(huán)材料，一般都會(huì)選用含有碳化硅的石墨軟質(zhì)材料與硬質(zhì)合金材料，但是，這種軟硬材料組合的方式，一旦與粘膠材料接觸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，石墨本身就會(huì)遭受粘膠的侵蝕，因此，可以將動(dòng)、靜環(huán)材料全部更換為硬質(zhì)合金材料，這樣一來(lái)，在螺桿泵運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，兩種材料之間的接合面就會(huì)形成一層潤(rùn)滑膜，既能夠避免相互摩擦，同時(shí)，也能夠延長(zhǎng)機(jī)械密封的使用壽命。

3 結(jié)論

針對(duì)螺桿泵在粘膠制備中存在的問(wèn)題，逐一采取有效的改進(jìn)措施，改進(jìn)以后的螺桿泵，在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，生產(chǎn)效率得到大幅提升，螺桿間的摩擦作用力逐漸減弱，螺桿泵發(fā)生故障的幾率也大幅度降低，給生產(chǎn)企業(yè)節(jié)省了大量的檢修費(fèi)用，直接促進(jìn)了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]張玉寶，劉淑珍，趙志龍.螺桿泵式點(diǎn)膠系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析與試驗(yàn)研究[J].華東交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2020，37（1）：127-131.

[2]潘博.螺桿泵密封性能影響因素分析[J].中國(guó)化工貿(mào)易，2019，11（32）：194.