水泵曲轴箱温度偏高分析曲轴箱温度高什么原因

2023-02-08 勤学网2322

核心提示：1水泵曲轴箱温度偏高分析 1.问题合成氨装置中氨回收单元配备有两台高压洗涤水泵10p001a/b，由f.peroni公司制造，型号titano31.20，卧式三缸柱塞泵，由22kw电机驱动，并配有一齿轮减速箱。曲轴箱采用恒油位飞溅润滑，

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水泵曲轴箱温度偏高分析

1.问题

合成氨装置中氨回收单元配备有两台高压洗涤水泵10p001a/b，由f.peroni公司制造，型号titano31.20，卧式三缸柱塞泵，由22kw电机驱动，并配有一齿轮减速箱。曲轴箱采用恒油位飞溅润滑，装n150抗磨齿轮油14l。泵自投入使用以来，轴瓦等零部件使用周期约为18个月。因国产配件订货周期短，价格低廉。检修时，连杆大、小头瓦，销子等使用了国产配件。泵正常运行时温度应在45℃左右，但开启10h后温度升至80℃，且温升越来越快。拆开曲轴箱检查发现底部沉积大量合金碎片和屑末。十字头销头瓦磨损严重，部分已磨透。销子也磨出环状深槽。大头瓦部分合金因磨损过热而皇蜂窝状脱落，曲轴轴颈上粘有大量的轴瓦合金，且表面粗糙。

2.原因分析

配件结构和材料有缺陷：大头瓦、十字头销头瓦为双金属薄壁瓦，内壁合金不均匀，耐磨性差，工作面易磨损或溶化脱落;国内十字头销头瓦与原件对比，没有开口、缺少弹性和张力。有开口的销头瓦收缩后，装入十字头中胀开能装配紧。无开口的销头瓦过盈量小会出现跑圈现象，即衬套旋转，磨损较快，虽可涂锁固胶，但油温略高时效果就不好。反之，过盈量大，装入后收缩变形收口，销子不易装入。销子表面硬度低、不耐磨。大头瓦钢壳弹性差、强度低，定位槽角度不合适、缺少棱角，不能与连杆内孔很好地胀紧定位，有时出现跑圈现象。

润滑不良：由于曲轴轴颈有磨损且略显椭圆。原采用飞溅润滑，由于飞溅润滑中无过滤器，润滑油中的杂质及磨损的金属铁屑得不到过滤，同时润滑油本身不带压且猫度较高，易造成油孔堵塞，使泵发热和磨损加剧。

3.改进

除对配件进行改进外，着重改善润滑条件。将曲轴箱的飞溅润滑方式改为强制润滑，油泵入口加一过滤器。曲轴的两端滚柱轴承正常油位时，仍可采用飞溅润滑。改进后，润滑油压力为0.02mpa，夏季长时间运行油温稳定在45℃。

4.采用摩擦表面再生技术

“摩圣”是一种金属摩擦表面再生剂，当其到达设备的金属摩擦表面，便对金属表面进行超精磨合，在此过程中完成对表面的清洗，同时“摩圣”粒子会进一步细化;在局部接触点的超高压力作用下，“摩圣”粒子“融合”到金属层的晶格上，改善了金属层的晶体结构，在微观的低凹处发生了“摩圣”粒子、金属粒子和其他参与物质的合成硬化作用。

曲轴箱使用“摩圣”技术后，夏季高温时曲轴箱温度在46℃左右。泵累计运行14个月后，进行了解体检查，各摩擦表面情况良好，尤其是大头瓦、销头瓦摩擦面非常光洁，无任何剥落和划痕，比新瓦还显致密。泵运行将近两年，情况良好。

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整体硬质合金钻头增加曲轴产量和工具寿命

Norton制造公司的客户包括各大汽车公司、发动机生产厂家以及航空和电力供应商等。在生产中，公司采用长达1.8m的锻件、铸件和方钢生产汽车、飞机和卡车用的曲轴。在加工感应淬火的4140钢曲轴的时候，由于使用了整体硬质合金钻头，Norton制造公司将产量翻了一番，同时，工具的寿命比原来提高了5倍。

由于每个零件上都有20个直径为12.5mm的埋头孔和直径为10.8mm的盲孔。如果在车床上进行有关钻削工序，则要求在经过感应淬火硬化的4140锻钢曲轴的每个端面法兰上加工10个盲孔。其孔深为51mm，埋头孔直径为12.5mm，盲孔直径为10.8mm。而曲轴感应硬化层厚度为5mm，硬度为RC50～55。由于钻头先是经过硬化层，然后再经过下面相对较软的材料，所以钻头磨损非常厉害。

经过多次试用多家工具供应商的产品，终，Norton制造公司选用了由山特维克可乐满公司提供的镀膜整体硬质合金钻头。经试用验证，这种自定心的DeltaC钻头在实际应用中，能够提供更高的速度和更大的进给量。从而使得Norton制造公司可以将时间减少1/2，并提高了孔的加工质量，同时，使工具的寿命增加了5倍。由于这种钻头的长寿命和更快的加工特性，使得每根曲轴的生产成本降低了40%。

由于设计时就考虑到应该适用于穿透淬火硬化钢和其他坚硬的合金，因此，这种钻头具有良好的耐磨性和韧性、高的刃口安全性和良好的断屑功能。

开始加工时，操作人员先采用铣刀加工曲轴法兰的端面，然后再钻12.5mm直径的孔，以便为10.8mm的钻头形成一个埋头孔，然后再用丝锥进行加工。

一个DeltaC钻头在实际生产时可以加工500个孔，因而在钻孔作业中减少了钻头的使用量，增加了设备的运转时间。刀具寿命的延长意味着停机更换刀的时间减少了，也就是机器的运转时间增多了，因此，产量得到了提高。

正是良好的刃口安全性能使得Norton公司能够有信心提高钻削的速度和进给量，10.8mm和12.5mm这两种钻头的速度都是2200RPM，进给量是305～380mm/min。实践证明，采用原先的钻头时，仅加工一个端面就需要20min，而采用这种新钻头后，加工曲轴的两个端面只需要10min。

在车床上加工曲轴的工序一般包括铣削法兰端面、钻中心孔、钻孔和攻丝等。现在，由于取消了中心钻的使用，时间便减少了。这使得在钻削工序中减少了一道工序。

更快的速度和更大的进给量、提高5倍的刀具寿命以及中心钻的省却，使单件成本大大降低。采用原先的刀具，每班次8h只能生产9根完整的曲轴，而新刀具则可以完成19根完整曲轴的加工。

劳动力成本从每根曲轴44.44美元降低到21.05美元，降低了23.39美元;更长的刀具寿命也降低了单件产品的成本。原先每根曲轴的工具成本是18.80美元，而新的工具可以加工有500个孔的25根完整曲轴，每根的成本是6.56美元，降低了12.24美元。以上两项总共可以节省35.63美元，每根曲轴的成本降低了43%。

除成本降低外，对于Norton制造公司而言，关键是孔的加工质量也提高了。以往常碰到的钻孔尺寸不稳定的问题，通过使用DeltaC钻头而解决了。

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球墨曲轴铸件硬度的检测方法

球墨曲轴铸件硬度的检测方法里氏是当前在世界上广泛应用的比较先进的动态硬度测试仪，具有灵敏度高，使用方便灵活，可应用于生产现场直接测试工件本体等优点。本次实验使用的是里氏硬度测试仪。在本次实验过程中我们发现用其测试生产的球墨铸铁件(主要用于曲轴)，仪器所显示的HB值与解剖后在静态硬度仪(HB―3000 型)所测得的HB值有较大差异。这给我们正确鉴定和评价铸件的材质质量带来困难，甚至产生矛盾。为了使里氏硬度计能为更多用户提供可靠的数据，使其在生产中发挥更大的作用，沧州欧谱我们进行了这项试验研究。

试验方法，选择试样与硬度计：

1)由于是在生产条件下进行试验，因此以某厂生产的典型铸件曲轴作为试件。该产品材质牌号QT550-3,单件重19.5kg。

2)硬度计用的是百贺仪器的里氏硬度计，分别用D型冲头和G型冲头，一台HB―3000型静态布氏硬度仪。

试验步骤：

1)任取一批曲轴，用锉刀和砂纸将其硬度测试点(产品设计时确定的)处理成表面粗糙度Ra 2μm。

2)用同一里氏硬度计，但用D型和G型两种不同的冲击头，在处理过的测试平台上不同部位各测5点(测试平台的面积有限不能多测)取其平均值。

3)将里氏硬度计测试过的曲轴第一主轴径用锯床切割下来，制成布氏硬度计测试块。

4)在HB-3000型硬度计上对制成的试块在其剖断面靠近硬度测试平台一侧测其布氏硬度值。

里氏硬度值XD : (HLD) 507 508 517 500 489 513 517

里氏硬度值XG : (HLD) 480 480 490 476 466 487 491

布氏硬度值Xi : (HB) 229 229 235 225 221 230 234

里氏硬度值XD : (HLD) 526 556 541 538 506 505 557