摘要：铅泵在正常使用过程中，经多次检修发现其故障形式有多种，研究分析铅泵故障原因，找出故障的关键因素，同时对铅泵配件装配形式进行改善，检修时严格控制安装事项，提高检修人员业务能力，延长铅泵使用寿命。
关键词：铅泵；主轴；叶轮；泵体；疲劳断裂
1、绪论
铅泵主要是利用电机通过三角带与泵轴连接，带动叶轮旋转，从而产生离心力，将处理合格的铅液输送到下一工序。铅泵是一项比较成熟的机械设备，在国内很多单位都在使用，因此在设计上不会存在明显缺陷，但在实际使用过程中经常会出现故障，无法满足产生需要，从而造成员工劳动强度大、维修费用高以及生产效率低问题，因此，本文重点介绍铅泵在铅冶炼过程中常见故障分析，以及为解决问题在设备零部件上的改进。
2、铅泵的机械性能与参数
铅泵主要机械装备见示意图2-0
铅泵的主要技术参数：
三相异步电动机：Y160M-4 功率：11KW 转速：1460r/min
额定流量：60t/h
额定扬程：2.5m
最大液下深度：2.55m
传动方式：三角带传动 型号：B1600 数量：4条
叶轮直径：160mm
叶轮片数：8片
出铅口内径：Φ50mm
铅液温度：420℃—430℃
铅泵总高度：≤3600mm
配套铅锅尺寸：Φ3000×2800mm
3、铅泵常见零部件损坏形式、原因分析及处理措施
3.1铅泵护套问题
铅泵在叶轮上部设有护套，护的作用是用来保护铅泵主轴不被磨损和腐蚀，并用来固定叶轮，护套为铸铁材质，泵壳与护套之间应为过盈配合，护套与主轴之间应为间隙配合，各配件之间应保持精确的配合尺寸，因磨损、腐蚀导致护套的配合尺寸改变，会对铅泵的主轴使用寿命、铅泵打液量造成很大影响。根据生产经验来看，铅泵主轴护套失效，其主要形式有2种，分别为护套磨损、护套点蚀。
3.1.1 护套磨损
铅泵护套加工材料选用不当，未充分考虑高温因素，护套会发生不正常的磨损情况；铅泵在启动时未充分预热，铅泵内残留的渣铅未能完全熔化，铅泵在运行时阻力增大，导致护套磨损加剧。
为避免铅泵护套磨损，可采取以下方式进行处理：①采用耐高温的材料以及正确的热处理方式；②提高护套的加工精度，保证配合尺寸，我公司改造后具体配合尺寸详见附图3.1.1；③应提前将铅泵吊入铅泵内进行预热20分钟以上，使铅泵达到铅泵恒温，同时将铅泵内残留的渣铅熔化。
图3.1.1改造示意图
3.1.2 护套点蚀
根据生产经验，当铅泵在频繁启停状态下，摩擦力会剧增，护套表面会出现一些坑洼麻点，即为点蚀，发生点蚀后，铅泵运行时会产生异常杂音及振动，以至于造成主轴磨损。
护套的抗点蚀性与其硬度有直接关系，提高护套表面加工精度、提高护套硬度，都可以提高护套的抗点蚀能力。
3.2 主轴
主轴是铅泵运行的主要部件，我公司铅泵主轴材质为40Cr，并经调制处理，硬度可达220—255HB，直径为80mm，主轴上端采用锁定螺母以及止退垫圈来固定，下部采用护套固定支承，主轴长度为2.9m。铅泵主轴主要容易发生下沉以及变形问题。
3.2.1 主轴下沉
铅泵主轴主要是依靠上部轴承的锁定螺母以及止退垫圈来固定其位置的，在使用过程中经常出现止退垫圈断裂、锁紧螺母松动，进而出现主轴叶轮下沉的情况，使叶轮下部与笼头端面产生摩擦，降低叶轮和笼头的使用寿命。
改进措施：
①、在主轴安装轴承的内套上方加工一个槽，在槽内加装锁扣环，并在外部安装锁扣环保护套，两者紧密的连接在一起，以保证泵在运行时不会因离心力而被抛飞，详见附图3.2.1；
②、改造前的主轴采用通径内套与轴承连接，通径内套的弊端是容易使主轴产生轴向位移，进而导致主轴叶轮下沉，为此将通径内套的下侧改为挡板式，通过挡板托住轴承，避免主轴下沉。
图3.2.1 铅泵主轴改造示意图
3.3 主轴
我公司使用的铅泵为立式，铅泵本体带有固定架，实践表明，铅泵主轴失效形式主要有主轴变形、疲劳断裂，其余常见原因如磨损、传动等因素在此不做叙述。
3.3.1 主轴变形
结合实践表明，铅泵主轴变形原因主要是因为泵体斜放、倒放造成，其余常见原因如磨损、传动等因素在此不做叙述。
为避免铅泵主轴出现变形现象，主要从以下几种方面进行预防：①、铅泵必须竖直放置在机架上，尤其是刚在铅液中吊出的铅泵，杜绝横放；②、铅泵在热态情况下吊运时，若起吊时不平衡，可在泵支架倾斜的上一端增加配重，使其达到平衡状态；③、保证泵轴加工材料以及热处理工艺。
3.3.2 疲劳断裂
疲劳断裂是主轴长期损伤累计的体现，由于轴本身加工存在的缺陷，如热处理工艺无法保证、存在尖叫、缺口等现象以及工作量不断增大，当许用应力且不足以承受外灾载荷时，就会出现断裂。
为减少疲劳断裂，一般采用以下几种方式进行处理：①、将主轴材质由原45钢材质改为45Cr材质，经调质处理后40Cr的强度、硬度、冲击韧性等机械性能明显比45钢提高；②、在设计主轴结构时，避免出现尖角和截面突变现象，以免产生应力集中而产生疲劳裂纹；③、主轴适当加粗，并将轴头处丝扣加工成细牙螺纹，降低螺纹处受剪切力被拉断的可能性。
4、铅泵的维护保养
机械设备重在日常保养，保养能否到位决定了设备使用寿命。铅泵的具体维护保养有以下几个方面：
（1）保证设备润滑，铅泵每次使用前必须添加润滑脂；
（2）保持设备清洁、干燥、无油污；
（3）严禁在铅液被抽空的状态下运行；
（4）要定期检查电机、铅泵皮带的同心度；
（5）长期不用的铅泵，要定期盘车，以使泵轴均匀地承受静荷载以及外部振动；
（6）定期检查铅泵各部件紧固螺栓的紧固情况，确保连接牢固可靠；
（7）在铅泵开启前，必须确定好电动机转向，避免铅泵反转；
（8）铅泵使用完吊出后，应垂直放置，切忌横放，以免主轴弯曲变形。
结束语
我公司通过合理改进设计、精细化的维护保养等措施，极大的提高了铅泵的使用性能，根据我公司生产实践，就铅泵的设计、管理方面提以下建议：
（1）选用优质材料并保证加工工艺，对关键部位合理优化布置，确保加工配合尺寸，保证铅泵稳定运行；
（2）急需鼓励和支持设备优化，降低生产成本以及降低维修人员劳动强度。
作者简介：
姓名：张海蕾（1989.3--）；性别：男；籍贯：山东省聊城市；学历：专科，毕业于山东铝业职业学院；现有职称：助理工程师；研究方向：机械设备。
论文作者:张海蕾,苏光文,李辉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/21
标签：护套论文; 主轴论文; 叶轮论文; 磨损论文; 加工论文; 疲劳论文; 尺寸论文; 《电力设备》2019年第1期论文;