某型引進雷達水泵維修工藝及測試方法分析

陳巖申，張 波，張 堅

(海軍青島雷達聲納修理廠，山東 青島 266100)

離心式水泵是某型引進船用雷達水冷機柜的核心部件,作用是對雷達發(fā)射機真空管及其它大功率器件進行冷卻,其性能好壞直接影響雷達發(fā)射機能否正常工作。該型船用雷達作用重要，開機工作時間較長，只要雷達對外發(fā)射，冷卻水泵就要工作。經(jīng)過多年大負荷的使用，該型雷達的冷卻水泵多次出現(xiàn)故障，包括水泵漏水、流量報警、壓力報警等，出現(xiàn)故障時基本都需要拆卸水泵回廠修理。

該型雷達水泵為引進器材，裝機量大，與國產(chǎn)水泵差別較大，國內(nèi)沒有生產(chǎn)和研制單位，更沒有專業(yè)的維修廠家。由于引進雷達的備品備件數(shù)量有限，而該水泵在雷達上裝備較多，不能完全依靠更換備品來解決故障，必須對水泵維修及測試方法進行研究，形成水泵的自主保障能力。

1 水泵維修測試設(shè)備的研制

要實現(xiàn)在廠內(nèi)對該型雷達水泵進行修理，首先需設(shè)計并研制一套水泵維修測試設(shè)備，通過該設(shè)備可以方便的對水泵進行拆卸、裝配、維修，同時還能模擬水泵在實裝上的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對水泵性能參數(shù)的測試。為此，設(shè)計并研制了水泵維修測試設(shè)備，該設(shè)備由工作平臺、監(jiān)測控制器和冷卻水箱3部分組成，原理示意圖如圖1所示，研制出的實物如圖2所示。

圖1 水泵維修測試設(shè)備原理示意圖

圖2 水泵維修測試設(shè)備實物圖

1.1 工作平臺

工作平臺由可旋轉(zhuǎn)支架、高壓水管和電源電纜組成。可旋轉(zhuǎn)支架可以在3種狀態(tài)間轉(zhuǎn)換：安裝狀態(tài)、維修狀態(tài)和測試狀態(tài)。當可旋轉(zhuǎn)支架在“安裝狀態(tài)”時，支架在水平位置，可用于將待修水泵泵體固定安裝在支架上，便于后續(xù)的維修；當可旋轉(zhuǎn)支架翻轉(zhuǎn)到“維修狀態(tài)”時，支架在垂直位置，水泵電機朝下，這樣可以方便進行水泵分解、組裝、部件更換及故障維修；當可旋轉(zhuǎn)支架翻轉(zhuǎn)到“測試狀態(tài)”時，支架在垂直位置，水泵電機朝上，與實裝上工作狀態(tài)相同，可以對修后的水泵進行技術(shù)指標測試，包括壓力測試、流量測試、轉(zhuǎn)速測試等，檢驗水泵工作是否正常。高壓水管包括進水管和出水管，用于將水泵進水口、出水口與水箱連接，形成循環(huán)的水流。電源電纜采用三芯電纜將380V、50Hz三相交流電接入交流接觸器。

1.2 監(jiān)測控制器

監(jiān)測控制器包括交流接觸器、交流電壓表、波段開關(guān)、渦輪流量計、壓力表以及附帶的轉(zhuǎn)速表，實物見圖3。交流接觸器用于對水泵進行通電/斷電控制，交流電壓表和波段開關(guān)可以對輸入的380 V、50 Hz三相交流電進行檢查，渦輪流量計、壓力表和轉(zhuǎn)速表用于測量水泵的技術(shù)指標，包括輸出流量、輸出壓力和電機轉(zhuǎn)速。監(jiān)測控制器采用一體化設(shè)計，在水泵工作狀態(tài)下，可以方便的測量水泵的各個指標參數(shù)。

圖3 監(jiān)測控制器實物圖

1.3 冷卻水箱

冷卻水箱用于提供水泵循環(huán)使用的冷卻水，包括水箱箱體、出水閥和回水閥。出水閥在測試狀態(tài)時打開，在維修狀態(tài)時關(guān)閉。回水閥用于對水泵輸出水壓進行調(diào)節(jié)。

2 水泵維修工藝分析

2.1 水泵的安裝固定工藝

水泵的安裝固定工藝如下。

1)將水泵維修測試工裝的支架旋轉(zhuǎn)至“安裝狀態(tài)”，上緊支架兩端的固定螺絲，確保支架保持在水平狀態(tài)。

2)將水泵平穩(wěn)地輕放在工裝支架上，使水泵底座的6個螺絲孔與支架的6個螺絲孔完全對準。

3)用17 mm開口扳手和梅花扳手配合，在6個螺絲孔上安裝6個M10×50的螺栓，確保水泵在支架上安裝牢固。

2.2 水泵的分解拆卸工藝

水泵的分解拆卸工藝如下。

1)將水泵維修測試工裝的支架旋轉(zhuǎn)至“維修狀態(tài)”，泵體進水口朝上。

2)用17 mm開口扳手和梅花扳手配合，將泵蓋上6個固定螺栓(M12×35，4個；M12×140，2個)和彈簧墊按對角順序拆卸下。

3)取下泵蓋和密封墊圈，看到一級腔內(nèi)的離心輪和銅螺栓。

4)用一字螺絲刀和錘子配合，將離心輪銅螺栓的止檔墊片恢復(fù)平整，用T型一字螺絲刀(自制)卸下離心輪銅螺栓。

5)用10 mm開口扳手將2個頂推螺栓裝入離心輪的2個螺絲孔中，用頂推螺栓將離心輪緩慢頂出，直到松動，小心取出離心輪。

6)用17 mm開口扳手將剩余的4個二級腔體固定螺栓拆卸下來，將泵殼和密封圈小心取下，露出渦輪。

7)水泵軸上部有幾層銅墊片，取下后放在規(guī)定位置，注意不要丟失。

8)泵殼和底座之間如有半圓形銅墊圈，取下后放在規(guī)定位置。

9)用2個頂推螺栓將渦輪緩慢頂出，小心取下渦輪，將渦輪下的幾層銅墊片，取下后放在規(guī)定位置。

10)取出有3個缺口的定位壓盤，取出水泵軸的鍵。

11)取出銹蝕的彈簧，將殘渣完全清理干凈。

2.3 水泵的裝配和維修工藝

水泵的裝配和維修工藝如下。

1)更換新的彈簧和泵蓋的密封墊圈，檢查取出的各個銅墊片是否完整，有無破損，更換破損的銅墊片。

2)將水泵軸的鍵嵌入軸的凹槽內(nèi)，確保鍵完全嵌入，再將彈簧套在水泵軸上。

3)將定位壓盤壓在彈簧上，注意壓盤3個缺口的位置，中間的缺口對準水泵軸的鍵，按壓壓盤，直到能將彈簧壓到底，說明壓盤安裝正確。

4)將定位壓盤上原有的銅墊圈疊放在壓盤上，再將渦輪垂直套在水泵軸上，注意渦輪的上下面要與拆卸前保持一致，不能裝反。

5)將渦輪上層原有的銅墊圈疊放在渦輪上。

6)緩慢地將泵殼壓在渦輪上，出水口的方向背對水泵底座，逐步按壓泵殼，將渦輪壓到底，用17 mm開口扳手初步緊固泵殼外圍的4個 M12×35螺栓和彈簧墊。

7)使離心輪的缺口對準水泵軸的凸起，將離心輪套在水泵軸上。

8)在離心輪上層依次安裝止檔銅墊片和銅螺栓，用T型一字螺絲刀(自制)緊固銅螺栓。

9)用T型一字螺絲刀(自制)和錘子配合，將銅螺栓切面一側(cè)的止檔銅墊片折起與離心輪表面垂直。

10)在泵殼上層安裝密封圈和泵蓋，注意要先將密封圈在泵殼上層擺放平整，再緩慢的蓋上泵蓋，泵蓋的排水孔應(yīng)對準水泵底座方向。

11)用17 mm開口扳手和梅花扳手配合，按對角順序依次緊固泵蓋上的6個螺栓和彈簧墊(M12×35,4個；M12×140,2個)，注意一、二級腔體應(yīng)同時旋緊，確保水密性。

12)將水泵出水口和進水口的防護帽套上，防止灰塵和雜質(zhì)進入泵體。

通過多年維修積累的經(jīng)驗以及對水泵結(jié)構(gòu)的分析，水泵漏水故障多由于內(nèi)部彈簧或密封墊圈等部件老化、銹蝕，引起水泵密封性變差[1]。按照上述工藝方法進行拆卸、裝配與維修，并更換老化、損壞的部件后，可以排除水泵漏水故障，并轉(zhuǎn)入水泵性能測試階段。

3 水泵性能測試方法分析

采用水泵維修測試設(shè)備，可以模擬水泵在實裝上的工作狀態(tài)，方便對水泵進行性能測試和修后驗證。根據(jù)指標測試結(jié)果，若指標仍不符合要求，可以有針對性的對水泵進行再次拆卸、裝配和維修。

1)首先將水泵固定支架旋轉(zhuǎn)180°，使泵蓋朝下，電機朝上，將水泵置于“測試狀態(tài)”。

2)先將進水管與水泵進水口相連，打開水箱的出水閥門，當水泵出水口有引水流出時，再將出水管與水泵出水口相連，接頭處擰緊。

3)將水箱的出水閥門和回水閥門完全打開。

4)用7 mm開口扳手將水泵維修測試工裝的3根380 V電源線緊固到水泵接線柱上，再將水泵修理工裝的交流接觸器合上，給水泵加電。首先檢查水泵電機轉(zhuǎn)向是否與電機上標注的方向一致，如不一致，將輸入380 V、50 Hz三相電的其中2根輸入線調(diào)換，再開機觀察，直到轉(zhuǎn)向正常為止。

5)在水泵工作過程中，檢查水泵及管路有無漏水情況，如有漏水，則緊固相應(yīng)接頭。

如無漏水情況，調(diào)整水泵維修測試工裝的壓力閥門，使壓力表指示達到水泵輸出壓力指標值。此時，觀察流量傳感器顯示的流量值，流量顯示應(yīng)大于或等于流量指標值。

若顯示的流量值小于流量指標值，則水泵流量較低，不符合指標要求。分析該故障，其關(guān)鍵在于水泵渦輪上下的間隙值(δ1和δ2)和離心輪上下的間隙值(δ3和δ4)中，有某一項或某幾項不滿足水泵出廠技術(shù)指標。

解決該故障的方法是，返回2.2和2.3的步驟，將水泵重新拆卸分解，安裝時使用不同厚度的銅墊片調(diào)整渦輪上下的間隙和離心輪上下的間隙，用間隙尺測量4個間隙值(δ1、δ2、δ3和δ4)，使4個間隙值符合水泵出廠技術(shù)指標所要求的范圍[2]。裝配后再次測試流量，此時，水泵輸出流量應(yīng)正常。

6)用附帶的轉(zhuǎn)速計探頭對準水泵旋轉(zhuǎn)軸，即可測出水泵的轉(zhuǎn)速，水泵電機轉(zhuǎn)速應(yīng)在標稱值的±5%范圍內(nèi)。

4 結(jié)束語

離心式水泵的關(guān)鍵技術(shù)指標是輸出流量、輸出壓力和密封性[3-4]。針對某型引進雷達離心式水泵經(jīng)常出現(xiàn)水泵漏水、流量報警、壓力報警等故障問題，我們設(shè)計并研制了水泵維修測試設(shè)備，并利用該設(shè)備研究了該型水泵的維修工藝及測試方法，解決了水泵漏水、流量報警、壓力報警等一系列疑難故障，掌握了離心式水泵輸出流量、輸出壓力和密封性維修的關(guān)鍵技術(shù)，形成了一整套水泵修理工藝方法，實現(xiàn)了引進雷達部件級的自主保障能力。