由于多級泵機(jī)械密封( YH680—70)泄漏停泵進(jìn)行檢查修理解體檢查后發(fā)現(xiàn)機(jī)械密封波紋管斷裂經(jīng)對主軸彎曲度及圓度、圓柱度檢查測量發(fā)現(xiàn)泵軸彎曲同時(shí)前主軸瓦燒損。隨即更換密封、泵軸、前軸瓦并安裝，主軸承間隙為0.10mm并檢查潤滑系統(tǒng)正常試運(yùn)行正常。但運(yùn)行不久再次發(fā)生故障。故障現(xiàn)象是振動大檢修盤車時(shí)載荷重盤不動車，經(jīng)解體檢查發(fā)現(xiàn)機(jī)泵平衡盤和平衡鼓燒損因此葫蘆島水泵廠同您對兩次故障進(jìn)行綜合分析。
1、多級泵平衡盤和平衡鼓燒損故障原因分析
1）從多級泵的主要結(jié)構(gòu)形式及平衡機(jī)構(gòu)分析多級泵的工作原理是被輸送的介質(zhì)在給定壓力下進(jìn)入泵的吸入口在旋轉(zhuǎn)的葉輪的作用下使介質(zhì)的動能和勢能都增加介質(zhì)進(jìn)入導(dǎo)葉后-部分動能轉(zhuǎn)化為勢能(每一級葉輪都配有一個(gè)導(dǎo)葉) ，導(dǎo)葉的反葉片在有利的水力特性下，把介質(zhì)輸送到下一級葉輪的入口。由于一級到另一級的這種過程的重復(fù)進(jìn)行每一級都增加了同樣的壓力在通過末級導(dǎo)葉后流體進(jìn)入到筒形體的環(huán)形室較后通過排出口進(jìn)入到排出管路。
多級泵平衡盤
多級泵主要有泵軸、葉輪殼體軸承、密封和平衡機(jī)構(gòu)等組成。多級泵在檢修過程中主要發(fā)現(xiàn)的是平衡機(jī)構(gòu)中的平衡盤/平衡鼓組合燒損，它的平衡機(jī)構(gòu)由平衡管和平衡盤/平衡鼓組成止推軸承不承受或只承受較小的殘余軸向力。
?。?）軸向力的產(chǎn)生原因
多級泵的軸向力主要由葉輪在旋轉(zhuǎn)中所產(chǎn)生的壓差以及前后蓋板不對稱所形成的其他葉輪產(chǎn)生的動反力只占很小一部分。由于吸入口和排出口處的壓力不相等不完全對稱的葉輪兩側(cè)的液體壓力不相等從而產(chǎn)生軸向力。如果葉輪兩側(cè)的液體壓力不計(jì)算軸的橫截面積并且不考慮葉輪旋轉(zhuǎn)對壓力分布的影響則作用在葉輪上的力是由接收到的力之間的差值。輪子和輪罩接收的力 ，因?yàn)槌隹趬毫偸谴笥谌肟趬毫λ援?dāng)離心泵旋轉(zhuǎn)時(shí)沿著軸的力指向入口作用在轉(zhuǎn)子上。
?。?）多級泵軸向力的平衡常見措施
多級泵的軸向力的平衡測量通常包括葉輪的對稱布置平衡鼓裝置平衡盤裝置平衡鼓和平衡盤組裝裝置還有一個(gè)雙平衡鼓平衡機(jī)構(gòu)葉輪對稱布置或使用平衡鼓軸向力不能完全平衡推力軸承仍然需要承受殘余軸向力多級泵更自動調(diào)節(jié)軸向力作用平衡盤平衡軸向力。
（3）平衡盤平衡軸向力的原理
來自葉輪的加壓液體，通過平衡板和平衡板之間的徑向間隙流入平衡盤和平衡板之間的水腔，使得水腔處于高壓狀態(tài)在平衡盤之后平衡管連接到泵的入口并且壓力大約是泵的入口壓力這樣平衡盤兩側(cè)的壓力不相等產(chǎn)生向后的軸向平衡力。軸向平衡力的大小隨軸向位移而變化并且調(diào)節(jié)平衡盤和平衡板之間的軸向間隙(即平衡盤和平衡板之間的水室壓力改變)以實(shí)現(xiàn)平衡。但這種平衡通常是一種動態(tài)平衡。平衡盤自動平衡軸向力因?yàn)槠胶獗P的兩個(gè)間隙(徑向間隙和軸向間隙)相互補(bǔ)充。平衡盤通過泄漏產(chǎn)生的壓力差來改變平衡力。在沒有泄漏情況下不能實(shí)現(xiàn)軸向力的完全平衡平衡盤的工作過程是一個(gè)平衡運(yùn)動的過程。
如圖1所示，平衡盤安裝在多級泵的末級葉輪背后，平衡盤除輪轂(或軸套)與泵體之間有一個(gè)間隙b外，在盤與泵體之間還有一個(gè)軸向間隙bo平衡盤的背后則是通入口管的平衡室。末級葉輪背后的高壓液體流向徑向間隙b壓力從P降到P由于P'>P(平衡室壓力)平衡盤兩側(cè)產(chǎn)生壓力差壓力p液體將平衡盤推向后面并經(jīng)間隙bo流向平衡室，這推開平衡盤的力即為平衡力，與轉(zhuǎn)子的軸向推力方向相反。當(dāng)葉輪上的推力大于平衡力時(shí)，轉(zhuǎn)子就向前移，使間隙b。減小減少了泄漏量而壓力p則增高，也就增加了平衡力轉(zhuǎn)子不斷前移P也不斷增高當(dāng)移到某一位置時(shí)平衡力與軸向推力相等亦即達(dá)到了平衡，由于慣性運(yùn)動著的轉(zhuǎn)子不會立即停止在平衡位置上還要繼續(xù)移動，軸向間隙bo還會繼續(xù)變化.直到因阻力而停止，但停止的位置并非平衡位置此時(shí)平衡力超過軸向力所以又使轉(zhuǎn)子向相反方向即向后移動即又開始了一個(gè)新的平衡循環(huán)。這樣多次反復(fù)動作一次比一次移動的少較后可穩(wěn)定下來使轉(zhuǎn)子停留在新的平衡位置上。當(dāng)泵的工況發(fā)生變化時(shí)軸向力也就會又如上所述重新調(diào)節(jié)。
當(dāng)工況變化時(shí)平衡盤可以通過軸向間隙的變化使其所產(chǎn)生的平衡力能夠自動的適應(yīng)軸向力的變化，從而達(dá)到“自平衡”的效果。葫蘆島水泵廠通過作用在平衡盤上的壓強(qiáng)Pa所產(chǎn)生的壓力差產(chǎn)生的平衡力F"與轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的軸向力F達(dá)到平衡。
?。?）從平衡機(jī)構(gòu)本身分析故障原因
<1>平衡管不暢通
通過以上軸向力的產(chǎn)生和平衡原理可以看出當(dāng)平衡管堵塞時(shí)平衡機(jī)構(gòu)就產(chǎn)生不了平衡力失去了作用這時(shí)泵的軸向力將使平衡盤和平衡鼓嚴(yán)重摩擦造成燒損，所以維修人員在檢修平衡機(jī)構(gòu)時(shí)，葫蘆島水泵廠首先要檢查平衡管是否暢通。
<2>零件形狀公差不合格
由于平衡盤、平衡鼓的加工精度和表面粗糙度要求較高一般不會出現(xiàn)問題但在裝配時(shí)經(jīng)常有不合格的現(xiàn)象發(fā)生比如垂直度和平行度以及平衡盤、平衡鼓間隙超差等導(dǎo)致平衡盤平衡鼓之間間隙不均勻或過大、或小都可能引|起平衡裝置失效或燒損。
<3>螺絲緊力不均勻
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