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多级泵平衡盘平衡鼓烧损原因及优化建议
来源:https://www.shuibeng.com.cn/
时间:2021-06-02
  由于多级泵机械密封( YH680—70)泄漏停泵进行检查修理解体检查后发现机械密封波纹管断裂经对主轴弯曲度及圆度、圆柱度检查测量发现泵轴弯曲同时前主轴瓦烧损。随即更换密封、泵轴、前轴瓦并安装,主轴承间隙为0.10mm并检查润滑系统正常试运行正常。但运行不久再次发生故障。故障现象是振动大检修盘车时载荷重盘不动车,经解体检查发现机泵平衡盘和平衡鼓烧损因此葫芦岛水泵厂同您对两次故障进行综合分析。
  1、多级泵平衡盘和平衡鼓烧损故障原因分析
  1)从多级泵的主要结构形式及平衡机构分析多级泵的工作原理是被输送的介质在给定压力下进入泵的吸入口在旋转的叶轮的作用下使介质的动能和势能都增加介质进入导叶后-部分动能转化为势能(每一级叶轮都配有一个导叶) ,导叶的反叶片在有利的水力特性下,把介质输送到下一级叶轮的入口。由于一级到另一级的这种过程的重复进行每一级都增加了同样的压力在通过末级导叶后流体进入到筒形体的环形室较后通过排出口进入到排出管路。
  多级泵平衡盘
  多级泵主要有泵轴、叶轮壳体轴承、密封和平衡机构等组成。多级泵在检修过程中主要发现的是平衡机构中的平衡盘/平衡鼓组合烧损,它的平衡机构由平衡管和平衡盘/平衡鼓组成止推轴承不承受或只承受较小的残余轴向力。
  (1)轴向力的产生原因
  多级泵的轴向力主要由叶轮在旋转中所产生的压差以及前后盖板不对称所形成的其他叶轮产生的动反力只占很小一部分。由于吸入口和排出口处的压力不相等不完全对称的叶轮两侧的液体压力不相等从而产生轴向力。如果叶轮两侧的液体压力不计算轴的横截面积并且不考虑叶轮旋转对压力分布的影响则作用在叶轮上的力是由接收到的力之间的差值。轮子和轮罩接收的力 ,因为出口压力总是大于入口压力所以当离心泵旋转时沿着轴的力指向入口作用在转子上。
  (2)多级泵轴向力的平衡常见措施
  多级泵的轴向力的平衡测量通常包括叶轮的对称布置平衡鼓装置平衡盘装置平衡鼓和平衡盘组装装置还有一个双平衡鼓平衡机构叶轮对称布置或使用平衡鼓轴向力不能完全平衡推力轴承仍然需要承受残余轴向力多级泵更自动调节轴向力作用平衡盘平衡轴向力。
  (3)平衡盘平衡轴向力的原理
  来自叶轮的加压液体,通过平衡板和平衡板之间的径向间隙流入平衡盘和平衡板之间的水腔,使得水腔处于高压状态在平衡盘之后平衡管连接到泵的入口并且压力大约是泵的入口压力这样平衡盘两侧的压力不相等产生向后的轴向平衡力。轴向平衡力的大小随轴向位移而变化并且调节平衡盘和平衡板之间的轴向间隙(即平衡盘和平衡板之间的水室压力改变)以实现平衡。但这种平衡通常是一种动态平衡。平衡盘自动平衡轴向力因为平衡盘的两个间隙(径向间隙和轴向间隙)相互补充。平衡盘通过泄漏产生的压力差来改变平衡力。在没有泄漏情况下不能实现轴向力的完全平衡平衡盘的工作过程是一个平衡运动的过程。
  如图1所示,平衡盘安装在多级泵的末级叶轮背后,平衡盘除轮毂(或轴套)与泵体之间有一个间隙b外,在盘与泵体之间还有一个轴向间隙bo平衡盘的背后则是通入口管的平衡室。末级叶轮背后的高压液体流向径向间隙b压力从P降到P由于P'>P(平衡室压力)平衡盘两侧产生压力差压力p液体将平衡盘推向后面并经间隙bo流向平衡室,这推开平衡盘的力即为平衡力,与转子的轴向推力方向相反。当叶轮上的推力大于平衡力时,转子就向前移,使间隙b。减小减少了泄漏量而压力p则增高,也就增加了平衡力转子不断前移P也不断增高当移到某一位置时平衡力与轴向推力相等亦即达到了平衡,由于惯性运动着的转子不会立即停止在平衡位置上还要继续移动,轴向间隙bo还会继续变化.直到因阻力而停止,但停止的位置并非平衡位置此时平衡力超过轴向力所以又使转子向相反方向即向后移动即又开始了一个新的平衡循环。这样多次反复动作一次比一次移动的少较后可稳定下来使转子停留在新的平衡位置上。当泵的工况发生变化时轴向力也就会又如上所述重新调节。
  当工况变化时平衡盘可以通过轴向间隙的变化使其所产生的平衡力能够自动的适应轴向力的变化,从而达到“自平衡”的效果。葫芦岛水泵厂通过作用在平衡盘上的压强Pa所产生的压力差产生的平衡力F"与转子产生的轴向力F达到平衡。
  (4)从平衡机构本身分析故障原因
  <1>平衡管不畅通
       通过以上轴向力的产生和平衡原理可以看出当平衡管堵塞时平衡机构就产生不了平衡力失去了作用这时泵的轴向力将使平衡盘和平衡鼓严重摩擦造成烧损,所以维修人员在检修平衡机构时,葫芦岛水泵厂首先要检查平衡管是否畅通。
  <2>零件形状公差不合格
  由于平衡盘、平衡鼓的加工精度和表面粗糙度要求较高一般不会出现问题但在装配时经常有不合格的现象发生比如垂直度和平行度以及平衡盘、平衡鼓间隙超差等导致平衡盘平衡鼓之间间隙不均匀或过大、或小都可能引|起平衡装置失效或烧损。
  <3>螺丝紧力不均匀
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