離心式水泵泵軸的修復

摘 要：離心式水泵（簡稱“離心泵”）是一種利用高速旋轉的葉輪葉片帶動水的離心運動的抽水機械。泵軸是離心泵的關鍵部件，常見的故障形式有軸頸拉鉤及磨損、泵軸的彎曲、軸頭螺紋損傷、鍵槽損壞。如何正確的修復故障，恢復泵軸的正常使用，就顯得至關重要。

關鍵詞：離心式水泵；泵軸；故障；修復

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.037

1 概述

離心式水泵（簡稱“離心泵”）是一種利用高速旋轉的葉輪葉片帶動水的離心運動的抽水機械。離心泵的基本構造由泵體、葉輪、泵軸、軸承，密封環，填料函等組成。離心泵運轉過程中，難免會出現各種各樣的故障。泵軸不但支撐著所有套裝在泵軸上的零部件，而且通過泵軸傳遞扭矩，是離心泵的一個核心部件。對于泵軸出現的故障及時準確的判斷出來，是保障生產平穩運行的重要手段。

2 泵軸故障的主要形式及修復

2.1 軸頸拉鉤、磨損、偏磨

水泵泵軸一般是由優質碳鋼經過鍛造后切削加工而成。對于單級單吸離心式水泵泵軸的軸承通常采用滾動軸承。由于泵軸和滾動軸承內圈的采用間隙配合，泵軸的和軸承間存在微小的相對滑動，當潤滑不良無法形成潤滑油膜或潤滑油中帶入了鐵屑、砂粒等雜質，就會對泵軸軸頸造成擦傷或磨出溝痕等損傷，一般采用堆焊、鍍鉻、熱噴涂等形式進行修復，然后用車或磨的方法加工成標準直徑。此外，伴隨軸彎曲而產生的，還有軸徑偏磨故障的產生。

（1）堆焊修復。對于泵軸的堆焊修復，通常使用冷堆焊形式。在堆焊前，先將要堆焊部位進行打磨除掉表面缺陷及其周圍一定范圍內的油銹，然后進行冷堆焊修復。這種冷堆焊修復不會造成軸徑的變形，不需要進行退火處理，其修復后軸徑的耐磨性、耐熱性、耐蝕性都會超過原軸徑的性能。為保證補焊強度和堆焊層的均勻，在施焊使焊接位置為垂直轉動或水平轉動焊。堆焊時，前后堆焊層至少重疊

1/3。

（2）鍍鉻修復。先用鋼絲刷或砂布打磨需要鍍鉻修復的部位，清除表面疏松的氧化物，露出基體金屬，然后進行尺寸測量并清洗。對泵軸進行局部絕緣處理后鍍鉻，然后通過車或磨的方式恢復其軸頸的原尺寸、精度。鍍鉻層厚度一般應大于等于0.3mm。

（3）熱噴涂修復。熱噴涂修復主要由表面預處理、 預熱、噴涂、噴涂后處理四個步驟組成。

1）為保證噴涂層的質量對于出現表面損傷的軸頸首先要進行表面預處理。表面預處理的步驟通常依次為有機溶劑清洗、加熱脫脂、車螺紋、滾花、電拉毛。有時，為了提高涂層與軸頸表面的結合強度，需先在軸頸表面噴涂鎳基材料作為黏結底層。

2）噴涂首先根據泵軸材質、轉速、自重等因素選用的噴涂材料。在噴涂時，主要考慮的因素有泵軸旋轉速度、噴槍移動速度、涂料噴射距離以及噴涂使用氣體壓力。

3）噴涂后的軸頸要作滲油處理，使潤滑油能較多地滲入噴涂層，后將泵軸在車床上進行車削加工，恢復軸頸的尺寸和精度要求。

2.2 泵軸的彎曲

泵軸的彎曲修復主要的處理方法有冷校直法和熱校直法兩種。當泵軸出現彎曲變形后，先要測定彎曲的量值，后根據泵軸材料、直徑、長度和彎曲量等因素，確定泵軸修復的具體方法。

（1）冷校直法。泵軸的冷校直常用的有螺旋千斤頂校直、壓力機校直、捻棒敲打校直。通常應用于泵軸較短、彎曲量不大的場合。在固定時，軸徑或受力位置要用一定厚度的綿紗或墊銅皮做防護，保證接觸面不受損傷。

1）螺旋千斤頂校直。當泵軸的直徑為d≤55mm時，可以采用螺旋千斤頂較直。在校直時，第一次頂壓目測平直后，保持15min左右；第二次頂壓泵軸軸線向原彎曲的反方向略有彎曲，保持20 min后，解除壓力。如果目測泵軸軸線已達平直，再進行直線度檢測。這種方法的精度可達到每米0.05-0.15毫米。

2） 壓力機校直。當泵軸的直徑d>55mm時，可用壓力機校直。在校直過程中，將泵軸凸面向上并兩端固定，以免滑脫出去。在固定時，軸徑固定兩端和壓力機壓點位置要用一定厚度的綿紗隔開。然后，用壓力機壓住凸起頂點，向下頂壓，直到泵軸校直為止。

3） 捻棒敲打校直。當泵軸的直徑較大，可以捻棒敲打校直的方法處理。在對泵軸捻打時，需將泵軸凹面向上，兩端用拉緊裝置向下加壓，然后利用1-2公斤重的捻棒敲打泵軸。

（2）熱校直。泵軸的熱校直常用的有局部加熱校直、內應力松弛法校直、機械加熱校直。通常應用于泵軸較長、彎曲量大的場合。

1） 局部加熱校直。對于直徑較大的泵軸，多采用局部加熱校直。校直時，先將泵軸放在兩支承架上，凸面向上，并在泵軸的最大彎曲處用濕石棉布包扎（濕石棉布沿泵軸的方向開有長方形缺口），然后用噴燈或氣焊急熱。加熱的溫度要比泵軸的臨界溫度低100℃左右。

2）內應力松弛校直。對于大直徑的泵軸，多采用內應力松弛校直。校直時，先將泵軸放在兩支承架上，凸面向上，利用感應線圈加熱泵軸彎曲位置，并在凸面向下施加一定載荷，當目測泵軸軸線已平直時，卸除載荷。對于校直后的泵軸也應進行退火處理。

3）機械加熱校直。對于直徑較小的泵軸，多采用機械加熱校直。校直時，先將泵軸固定在兩支承架上，凸面向上，然后用外加載荷使彎曲軸向下壓，然后再在凹面位置加熱，實現泵軸的校直。

2.3 軸頭螺紋損傷

如果泵軸軸頭螺紋損傷較輕時可以使用螺紋套口做簡單修復。對于損傷嚴重的泵軸軸頭螺紋，先將泵軸軸頭處螺紋車掉，再壓裝襯套，后在襯套上車出螺紋；也可用在軸頭螺紋處實施堆焊，再車削出螺紋。

2.4 鍵槽壓饋

鍵槽在泵軸上主要起到扭矩的傳遞作用。泵軸的主要失效形式是壓饋。如果泵軸上的鍵槽壓饋不嚴重時，可用銼刀進行打磨修光即可。當泵軸上的鍵槽壓饋較重時，并且傳動功率不大時，可在鍵槽位置進行補焊，再另開新槽。對于傳動功率較大的泵軸出現較嚴重的鍵槽壓饋時必須更換新軸。

3 總結

離心泵的故障產生原因可能是多方面的，泵軸做為離心泵的關鍵部件，要根據故障具體情況選擇正確的維修處理方式，修復泵軸，恢復使用。但是，要想延長泵軸的使用壽命，必須注意離心泵的保養，同時避免開機、停機時的過載現象，提高操作使用人員的素質。

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作者簡介：王錦翠（1975-），女，山西大同人，本科，高級工程師。endprint