大型水泵轉子缺陷改善

王 錦，何 芳，徐炎虹

(上海寶鋼工業技術服務有限公司，上海 201900）

一、現狀分析

1. 故障概述

SDJ 300/450型軋輥冷卻水泵自投產至今2年多以來，多次發生泵軸斷裂、葉輪移位、泵軸彎曲、葉輪不平衡、軸承燒損等故障。

2. 故障原因

經解體檢查，發現主要原因如下。

(1)泵軸彎曲變形、使葉輪不平衡產生振動是引發聯軸器、軸承損壞的主要原因。

(2)泵軸與軸承襯套連接的鍵槽壓潰是造成軸承、軸承座、機械密封損壞的原因。

(3)泵軸的葉輪安裝軸頸加工超差，使過盈量不足是葉輪移位，水泵口環、罩環撞擊各部發生損壞的原因。

(4)水泵的長期頻繁啟停是造成泵軸疲勞、斷裂的原因。

二、水泵軸的處理

原軸的圖形見圖1，其材質為45#鋼，屈服強度σs=360MPa，經計算，軸的安全系數較低，不能滿足使用要求。現改用2Cr13NiMn，屈服強度σs=950MPa，經計算可滿足使用要求。

圖1

三、熱裝和過盈量確認計算

葉輪與泵軸采用過盈連接，熱裝，兩端無機械固定。

1. 過盈量計算

則： 最 大 過 盈 為 (φ85+0.045)-(φ85-0.052)＝0.097mm

最小過盈為(φ85+0.023)-(φ85-0.03)＝0.053mm

過盈在0.053～0.097mm之間

2. 熱裝公式

實測芯軸為φ85+0.045，葉輪孔φ85-0.052，最大過盈為0.097mm。

在安裝時最小間隙為0時，它要115℃；要求裝配間隙0.03，過盈0.097mm，環境20℃，則加溫要達到(0.03+0.097)/ 85×12/10-6+20℃＝ 145℃。

四、葉輪動平衡及軸問題的處理

第一，主軸更新后對葉輪作動平衡。

第二，傳動側軸承通過襯套用鍵與泵軸連接，內側通過軸承座臺階定位，外側由鎖緊螺母鎖緊。

第三，非傳動側軸承通過錐套與泵軸連接，內側通過軸承座臺階定位，外側由鎖緊螺母鎖緊。

第四，傳動側軸承座兩側采用防塵板密封，防塵板外圓與軸承座的內圓接觸部分采用活塞環式(鋼片)密封。非傳動側軸承座因采用了雙密封軸承，所以未安裝密封裝置。

第五，水泵采用機械密封，安裝在葉輪與軸承座之間。

五、效果

通過以上的一系列修復，水泵現已運轉了半年，情況良好。