屏蔽电泵轴承磨损智能监控系统的应用

屏蔽电泵轴承磨损智能监控系统的应用

张聪杨敬修贺北华陈辉刘卉

（大连帝国屏蔽电泵有限公司116043）

摘要：屏蔽电泵又称无泄漏泵，根据结构特点，一般采用滑动轴承，而这种结构无法从外部判断轴承的磨损情况，由于使用过程中的操作不当或意外情况出现，会使轴承出现异常磨损，这种异常磨损短时间就可以导致屏蔽电泵发生故障，轴承磨损智能监控系统（TMG系统）的应用可以很好的实现对轴承磨损情况的监测，及时发现轴承异常磨损，避免故障的发生。

关键词：屏蔽电泵；滑动轴承；智能监控系统

一、引言

随着中国经济的快速发展，安全和环境问题越来越得到重视，屏蔽电泵作为一种完全无泄漏的产品，用于输送易燃、易爆、腐蚀、毒性、贵重、放射性等液体最为理想。在石油化工、制冷、核电、航天等领域得到了广泛的应用。

屏蔽电泵是由屏蔽电机和泵构成的一个整体结构，电机定子内表面和转子外表面有非导磁性的耐腐蚀金属薄板密封焊接，使定子绕组和转子铁芯与输送介质完全隔开，另外叶轮与转子装在一根轴上，由电机前后两个轴承支撑，整个转子浸在输送液体中，没有接液部与外界贯通的转动零部件，因而是一种完全无泄漏结构。

屏蔽电泵这种无泄漏的结构一般使用滑动轴承，部分异常情况会导致轴承短时间内出现磨损严重的现象，滑动轴承做为屏蔽电泵的关键部件，异常磨损会直接导致屏蔽电泵的故障发生，而由于屏蔽电泵的本身结构及使用环境，从外部无法直观的判定轴承的磨损程度及是否有异常磨损情况的发生。

针对此问题，本文分析了造成轴承异常磨损的主要原因，以及提出了一种屏蔽电泵轴承磨损智能监控系统的应用。

二、屏蔽电泵轴承异常磨损分析

屏蔽电泵的滑动轴承材料大多选用石墨或碳化硅，极少数强腐蚀液体选用增强聚四氟乙烯，轴承异常磨损常由以下原因造成：

（一）介质混入异物，当介质内混入硬质异物或管道内焊渣随介质进入屏蔽泵中的，会随着介质在泵内的循环会到达轴承和轴的间隙处，造成轴承异常磨损。

（二）断流或排气不尽，因屏蔽电泵依靠介质的循环来实现轴承的润滑，所以断流或排气不尽会出现屏蔽电泵轴承在没有润滑的状态下运转，短时间内就会造成轴承的损坏。

（三）轴承温度过高，介质温度过高会降低轴承的承载能力，加速轴承的磨损，严重时还会使轴承与轴套发生粘连。

三、轴承磨损监控系统的应用

轴承磨损监控系统由TMG检测线圈和TMGI表（TEIKOKUMulit-functionGuarder，即帝国全项智能监控仪）两部分组成，通过检测轴承磨损信号及信号处理，可以很好地实现了对轴承的智能监控及报警功能。

（一）、TMG检测线圈，作用：输出轴承磨损信号，工作原理如图1所示：在电机定子圆周空间相对180°的两个位置安装了一对电气参数完全相同的线圈，根据电机定子内部空间磁势的状况把两个线圈接成差压方式，当转子旋转时，感应出相位差180°的电势。

图1TMG输出波形原理图

在轴承正常时（a≈b），二者产生的磁势大小基本相等，当轴承磨损量增加时a>b，线圈间的谐波及基波差显著增加，所以检测线圈的感应电势的变大能反映出轴承的磨损的趋势，如图2所示。

关于判断轴承是否满足屏蔽电泵使用条件，按照轴承的磨损量的大小可分为三种情况：

安全区间：轴承磨损量在合理的磨损范围内，此时认为轴承的磨损属于正常状态，此时可以继续使用。

注意区间：轴承磨损量已经超出合理的磨损范围，但是没有达到会导致故障的值，此时提醒用户，应对屏蔽电泵检修保养。

危险区间：轴承磨损量已达到极限值，轴承磨损已经严重，继续使用会导致屏蔽电泵故障、发生危险，此时必须停机检查，更换轴承。

TMGI表的LED指示灯分为三个颜色，绿色、黄色、红色，用户可直观的通过LED灯的颜色来判断轴承磨损的趋势，LED颜色对应轴承磨损的含义如下：

LED绿色灯亮：“安全区间”

LED黄色灯亮：“注意区间”

LED红色灯亮：“危险区间”

为了达到智能化控制的效果，TMGI表在通过LED显示轴承磨损趋势的同时还提供了开关量报警信号及DC4-20mA电流信号供用户使用。

开关量报警信号：当轴承磨损程度到红灯时，输出报警信号，用户可根据此信号设置保护，当轴承快速磨损到极限值时，可以实现自动停机保护。

DC4~20mA信号：轴承磨损的初始值到极限值TMGI可对应输出DC4~20mA信号，用户可根据此信号实时监测轴承磨损程度及趋势，并且可以自行设定报警、停机等功能，进一步的提高了智能控制的效果。

四、结束语

屏蔽电泵在国内外问世已经超过80多年，国内的屏蔽电泵在20世纪80年代中期才引进国成熟的技术并消化吸收后，主要用于核工业、航天、化工、空调等特殊场合，而且随着环保要求越来越高，更多的行业也正在选择使用屏蔽电泵，而轴承作为关键部件直接关系着屏蔽电泵的正常运转，又由于屏蔽电泵的密封结构，无法从外部直接判断轴承磨损的状态，那么可靠、稳定的监测轴承磨损的方法及应用就特别重要，屏蔽电泵轴承磨损智能监控系统的应用可以很好的解决以上问题，有效避免由轴承异常磨损造成的事故，对所使用行业的安全生产起到重要作用。