螺杆泵密封性能故障原因及对策探讨

朱利明 石科峰 刘凤杰

摘要:随着社会经济快速发展，各领域对设备性能要求日渐提升。螺杆泵作为一种新型设备，在汽车工业等领域得到了广泛应用和普及。本文从螺杆泵概念及特点入手，分析造成螺杆泵密封性能故障的原因，并在此基础上提出相关建议和措施。

关键词:螺杆泵;密封性能;故障原因;对策

前言

近年来，螺杆泵以其自身噪声小、节能等优势成为机械制造领域、汽车领域等多个领域生产的重要设备之一，在提高工作效率等方面发挥着积极作用。然而，受到诸多因素的影响，螺杆泵密封性能较差，直接影响螺杆泵的举升能力，加强对影响螺杆泵密封性能影响因素的研究具有积极意义。

一、螺杆泵概念及特点
    螺杆泵主要是指依靠泵体与螺杆形成的啮合空间容积变化和移动来输送液体或者使之增压的回转泵。目前，按照螺杆数目，主要分为单螺杆泵、双螺杆泵和三螺杆泵三种。在具体应用中，螺杆泵具有结构简单、工作安全、可靠等特性，在机械制造等多个领域应用范围较广;但是其也存在着密封性能偏低的缺陷，制约着其在机械行业中的进一步应用。

二、造成螺杆泵密封性能故障的主要原因

目前，螺杆泵使用新材料改善设备整体性能，延长设备使用寿命，但是，对于设备密封性能整体情况来看，存在很多影响因素，具体表现在以下几个方面:

1、棣胶衬套与转子之间压力过大

在实际运动过程中，橡胶衬套与转子之间处于过盈状态，充分利用过盈接触，能够减少流体漏失。但是，当受到内壁压力、密封腔室间压差等因素影响时，接触压力下降，产生泄漏，从而降低设备密封性。

2、橡胶衬套剪切应力

在过盈配合作用影响下，变形抗力在衬套与密封位置产生接触应力，确保相邻两个腔室间密封。设备在运行过程中，转子与液压力之间会产生剪切力，一旦超过橡胶材料强度，势必会撕裂橡胶衬套，从而产生漏失，难以满足生产需求。

3、结构参数

疲劳失效主要是在交变应力作用影响下形成的，一般表现为低应力脆性断裂，且局部性质发生改变。长时间使用后，使得橡胶材料性能发生变化而产生漏失问题，难以满足实际工作要求，因此，设备结构对于设备密封性具有直接影响。

三、提高螺杆泵密封性能的有效对策

1、适当增加过盈量

螺杆泵过盈量主要是指金属转子与定子橡胶衬套之间过盈配合的尺寸。在具体工作中，定子与转子之间要存在一定的过盈，以确保封闭腔室之间的密封性。正因如此，定子与转子之间的过盈值，会在很大程度上影响设备性能。一般在级数不发生变化前提下，过盈量大小直接决定腔室承压能力，影响举升能力。数据表明，最大接触压力与腔室内压力之间变化趋势呈现负相关，室内压力越大，最大接触压力将会随之减小。同一腔室内压力，将会随着过盈量的增加而增加。

综上所述，当其他参数不变时，选择过盈量较大的螺杆泵能够提高其整体密封性能及举升压力，从而扩大其使用范围。同时，在生产过程中，还可以积极引人电动螺杆泵，在进行高难度机械生产制造等工作时，能够避免流体流人螺杆泵降低其运行效率。

2、选择硬度较高的材料

硬度作为材料变形能力的主要影响因素，弹性值越大，其对应的材料变形越容易。一般情况下，弹性模量与硬度在理论上不存在独立关系，但是，从实验数据中能够看出弹性模量会随着硬度的增加而增加，应将此考虑到其对螺杆泵密封性能产生的影响[f21。如橡胶衬套接触压力与内压力呈反比，前者越大，后者越小，但二者变化趋势具有一致性特点。另外，橡胶衬套硬度越大，最大接触压力曲线位置也将逐渐向上，相对应的密封性能也会有所改善。因此，应选择硬度较大的橡胶制造螺杆泵定子，以此提高其密封性能。

3、合理优化螺杆泵结构参数

螺杆泵橡胶衬套密封性主要受到结构的影响，使得体积压缩变形和集合形状变形，简而言之，即结构内压力和压差综合作用下的结果。等壁厚螺杆泵的临界接触压力与密封腔室内压力变化规律与普通螺杆泵存在相似之处，一般在橡胶构件力学分析当中，将橡胶作为不可压缩材料，减少研究不确定因素，但是，即便微小的橡胶压缩也会对整体结构产生一定影响。因此，设备整体结构参数势必会对设备整体性能产生影响。可以通过对螺杆泵系统进行合理优化，以达到提高螺杆泵密封性能目标。信息时代背景下，可以研究开发‘套适合调整螺杆泵系数的软件，将其渗透至整个生产过程当中，同时，也可以研发系统，通过对电力参数、轴向力等因素的实时监督和控制，实现对螺杆泵运行实际状况的监督，配合各类参数，实现对螺杆泵参数的优化，从而提高其设备密封性。

四、结论

根据上文所述，螺杆泵作为一种新型设备，在多个领域发展中占据重要位置，其密封性直接决定其举升能力。笔者通过分析和研究造成螺杆泵密封性能偏低的原因，明确各类影响因素，并采取相关措施提高设备密封性能，满足生产需求，从而为相关领域可持续发展提供支持。