立式長軸泵改造分析

李子君

摘 要：立式長軸泵屬于一種離心泵，采用立式安裝，該系列泵結構緊湊，操作簡單，啟動前無需灌泵或抽真空，占用面積小，工作效率高。文章介紹了立式長軸泵在實際應用中的特點及不足，針對長軸泵的結構形式及存在的問題提出了改進措施，從而降低了設備的運行風險及維修成本。

關鍵詞：立式長軸泵；改進；支撐

前言

我廠所用的長軸泵主要為防汛所用，主要承擔夏季廠區(qū)內(nèi)雨水外排任務。由于該泵當時的選型和生產(chǎn)廠家的設計及安裝不合理，在使用過程中頻繁出現(xiàn)振動大，泄漏及流量不足等狀況。因該泵安裝在下沉式泵房內(nèi)導致該泵存在維修難度大，維修成本高，施工周期長等問題。為從根本上解決該問題，決定改造泵的結構形式，更換并加固部分零部件的材質(zhì)，以提高設備的穩(wěn)定運行，降低廠區(qū)夏季內(nèi)澇的風險。

1 立式長軸泵的結構及特點

1.1 泵的組成

立式長軸泵由葉輪、導向軸承、軸、滾動軸承、聯(lián)軸器等組成其轉(zhuǎn)動部分，由吸入喇叭、導葉體、葉輪室、軸承座等組成。泵的出口彎管與排水管路相連接。

該立式長軸泵的安裝形式為濕式安裝，泵下部浸沒在吸水池中。泵的導向軸承采用外接冷卻水潤滑，軸向密封采用填料密封，泵的抽送介質(zhì)為清潔水，所以介質(zhì)本身也能起到自潤滑的作用。葉輪為開式、單吸結構，導葉體內(nèi)裝有一個導軸承，主要將從葉輪流出的液流收集并經(jīng)外接管導向吐出彎管。

1.2 立式長軸泵的特點

（1）導向軸承采用外接供水結構對軸承進行潤滑，對旋轉(zhuǎn)部件起到保護作用，改善了軸承的運行環(huán)境，提高了軸承的使用壽命；（2）立式長軸泵效率高、節(jié)能效果明顯；缺點是泵軸過長致使導軸承易磨損，如果導軸承過大會造成機組的擺度增大，振動加劇，甚至可損壞葉輪。另一方面當導向軸承的磨損達到一定的程度以后如不進行及時的維修或更換甚至會對軸造成損傷。

2 原因分析

2.1 安裝問題

因該泵為長軸泵，泵的驅(qū)動端電機在泵房內(nèi)而泵體在泵房的下方，電機到泵體共有3根軸聯(lián)接組成，如果安裝的過程中出現(xiàn)偏差，那么在運行時就會造成泵軸的擺動增加，并加大對導向軸承的磨損從而導致填料密封的泄漏和振動的增加。

2.2 設計問題

泵的中間軸所處軸承固定在泵房的鋼結構上（見圖1），而非水泥基礎。支撐型式屬于撓性支撐，當泵運轉(zhuǎn)時中間聯(lián)軸器的軸承會隨軸擺動，因中間軸的支撐點沒有起到吸收振動的作用，導致振動由上至下的擺幅逐漸加大，從而加速對滑動軸承的磨損，并減少管道軸承的壽命，嚴重時甚至影響到設備的穩(wěn)定運行。

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量問題

該泵從安裝到運行期間多次出現(xiàn)葉輪斷裂，導向軸承短時間內(nèi)磨損的情況，通過維修發(fā)現(xiàn)，泵的導向軸承材質(zhì)為聚四氟材質(zhì)，耐磨性差，且該泵的形式為長軸泵，在運行過程中泵軸存在擺動，從而會在旋轉(zhuǎn)過程中對軸承造成周期性的磨損，隨著軸承間隙的增加泵軸的擺幅也隨之增大兩種現(xiàn)象交替往復使導向軸承在短時間內(nèi)急速的磨損，從而造成設備的泄露和振幅增大。

3 立式長軸泵的改造

3.1 設計結構改進

首先要解決的是泵中間軸的支撐問題，因支撐軸承安裝于現(xiàn)場的鋼結構之上而且會隨著軸的擺幅移動，需加強結構的牢固性，在原基礎上增設一支撐筒體（圖2）并將形式改為上下雙軸承支撐，座于泵體結構之上。該種形式提高了水泵的穩(wěn)定性，使泵軸在每一階段都有軸承對其起到支撐固定的作用，從而降低了擺動的幅度。

3.2 材質(zhì)上的改進

導軸承是長軸承的關鍵部件，起著承受水泵轉(zhuǎn)動件的徑向力并支撐轉(zhuǎn)動件轉(zhuǎn)動的作用，所以導軸承的耐久性和可靠性是十分必要的以保證設備在運轉(zhuǎn)中不發(fā)生突然破壞或失效的情況。因此，選擇合適的導軸承材料、合理的導軸承結構顯得尤為重要。導向軸承的磨損主要有兩方面原因：其一是介質(zhì)本身的顆粒物較多，使泵在運轉(zhuǎn)過程中夾雜著大量的雜質(zhì)，從而對軸承造成磨損。因該泵為雨水泵，介質(zhì)的清潔度較高而且有外部的清潔水作潤滑，所以顆粒物磨損的可能性較小。第二種磨損為軸磨損即泵軸在運轉(zhuǎn)過程中對導軸承造成的磨損，該種情況通常為導向軸承的材質(zhì)耐磨性不足導致，導軸承材料硬度的選擇極為重要，要求除了具備較高的耐磨性外又不能傷軸，如果導軸承的材質(zhì)硬度過高而磨損了泵軸，則是舍本逐末，得不償失了。因此為了兩者兼顧，經(jīng)過多番的比較和相關資料的查找最終選定了賽龍作為替代現(xiàn)有的滑動軸承，賽龍由加拿大賽龍軸承公司研制，是一種樹脂聚合物類的非金屬彈性軸承材料，該材質(zhì)的特點為耐磨性好，大約為銅的100倍、摩擦系數(shù)低、彈性好并具備一定的自潤滑功能。

3.3 聯(lián)軸部件的改進

原聯(lián)軸器的連接件采用星型彈性聯(lián)軸器（見圖1）在運行過程中頻繁出現(xiàn)損壞且晃動量較大，為了更有效的傳遞扭矩和保持同軸度，采用哈夫節(jié)夾套式聯(lián)軸器（見圖2）取代現(xiàn)有的星型聯(lián)軸器，并在兩軸之間安裝聯(lián)接卡環(huán)，連接卡環(huán)在哈夫節(jié)夾套的內(nèi)部，作用是連接分段的泵軸，外面的夾套用于修正連接軸的同心度。采用哈夫節(jié)式聯(lián)軸器不但保證了泵軸在運行中的同軸度，而且拆裝方便，損壞率低，極大的提高了設備運行的穩(wěn)定性并降低了維護成本。

4 改進結果

通過對泵軸支撐結構的改造，滑動軸承的升級和連接部件的改進，該臺立式長軸泵的振動值由原來的18？滋m/s降低到4？滋m/s，運行效果十分理想，經(jīng)過改進后的立式長軸泵經(jīng)過將近一年的運行，沒有發(fā)生嚴重的故障情況，極大的提升了設備的穩(wěn)定性，降低了設備的維護成本和備件成本，雖然整個改造工程需要一定的資金投入但對公司生產(chǎn)穩(wěn)定性的提高及日后維護及維修量的減少其長遠的經(jīng)濟效益還是十分明顯的。因此，此項技術在相關領域有一定的推廣和借鑒價值。

參考文獻

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