心泵的检修

任务四　心泵的检修

一、实训目的

了解离心泵的构造。熟悉各部件的名称、作用。掌握离心式水泵的检修工艺、测量和调整方法。锻炼学生的动手能力。

二、实训器材

离心水泵实物、8/12英寸扳手、螺丝刀（十字形和一字形）、清洁布、油刷、套筒扳手工具、橡皮锤、拉力器、百分表、手锤、铜棒、錾子、锉刀、塞尺、钢板尺、千尺、游标卡尺、V形铁等。

三、实训内容

离心泵的检修实训内容包括轴瓦间隙的测量、静止部件的检修、转子部件的检修、水泵的总装与调整等内容。

四、实训步骤

（一）轴瓦拆卸及轴瓦间隙的测量

在拆卸多级泵时，首先应对其两端的轴承（一般为滑动轴承）进行检查，并测量水泵在长期运行（一个大修间隔）后轴瓦的磨损情况。测量方法通常用压铅丝法，如图1-4所示。

轴瓦的径向间隙一般为1‰～1.5‰D（D为泵轴直径），若测出的间隙超过标准，则应重新浇注轴瓦合金并研刮合格。

此外，还应检查轴瓦合金层是否有剥离、龟裂等现象，若严重影响使用，则应重新浇注合金。在轴瓦检测完毕后，即可按顺序拆卸，并注意做好顺序、位置标记。

（二）静止部件的检修

在泵体全部分解后，应对各个部件进行仔细检查，若发现损坏或缺陷，要予以修复或更换。

1.泵壳（中段）

（1）止口间隙检查

多级泵的相邻泵壳之间都是止口配合的，止口间的配合间隙过大会影响泵的转子与静止部分的同心度。检查泵壳止口间隙的方法如下：

将相邻的泵壳叠置于平板上，在上面的泵壳上放置好磁力表架，其上夹住百分表，表头触点与下面的泵壳的外圆相接触，随后，将上面的泵壳沿十字方向往复推动测量两次，百分表上的读数差即为止口之间存在的间隙。通常止口之间的配合间隙为0.04mm～0.08mm，若间隙大于0.10mm～0.12mm，就应进行修复。最简单的修复方法是在间隙较大的泵壳公止口上均匀堆焊6～8处，然后按需要的尺寸进行车削。

（2）裂纹检查

用手锤轻敲泵体，如果某部位发出沙哑声，则说明壳体有裂纹。这时应将煤油涂在裂纹处，待渗透后用布擦尽面上的油迹并擦上一层白粉，随后用手锤轻敲泵壳，渗入裂纹的煤油即会浸湿白粉，显示出裂纹的端点。若裂纹部位在不承受压力或不起密封作用的地方，则可在裂纹的始、末端点各钻一个φ3mm的圆孔，以防止裂纹继续扩展；若裂纹出现在承压部位，则必须予以补焊。

2.导叶

中高压水泵的导叶若采用不锈钢材料，则一般不会损坏；若采用锡青铜或铸铁，则应隔2～3年检查一次冲刷情况，必要时更换新导叶。凡是新铸的导叶，在使用前应用手砂轮将流道打磨光滑，这样可提高效率2%～3%。

检查导叶衬套（应与叶轮配合在一起）的磨损情况，根据磨损的程度来确定是整修还是更换。

导叶与泵壳的径向配合间隙为0.04mm～0.06mm，过大时则会影响转子与静止部件的同心度，应当予以更换。

用来将导叶定位的定位销钉与泵壳的配合要过盈0.02mm～0.04mm，销钉头部与导叶配合处应有1.0mm～1.5mm的调整间隙。

导叶在泵壳内应被适当地压紧，以防高压泵的导叶与泵壳隔板平面被水流冲刷。通常，压紧导叶的方法是在导叶背面叶片的肋上钻孔，加装3～4个紫铜钉（尽量靠近导叶外缘，沿圆周均布）利用紫铜钉的过盈量使导叶与泵壳配合面密封。加装的紫铜钉一般应高出背面导叶平面0.50mm～0.80mm。

3.平衡装置

在水泵的解体过程中，应用压铅丝法来检查动、静平衡盘面的平行度，方法是：将轴置于工作位置，在轴上涂润滑油并使动盘能自由滑动，其键槽与轴上的键槽对齐。用黄油把铅丝粘在静盘端面的上下左右四个对称位置上，然后将动盘猛力推向静盘，将受撞击而变形的铅丝取下并记好方位；再将动盘转180°重测一遍，做好记录。用千分尺测量取下铅丝的厚度，测量数值应满足上下位置的和等于左右的和，上减下或左减右的差值应小于0.05mm，否则说明动静盘变形或有瓢偏现象，应予以消除。

检查动静平衡盘接触面只有轻微的磨损沟痕时，可在其结合面之间涂以细研磨砂进行对研；若磨损沟痕很大、很深时，则应在车床或磨床上修理，使动、静平衡盘的接触率在75%以上。

4.密封环与导叶衬套

目前，密封环与导叶衬套一般都是用不锈钢或锡青铜两种耐磨材料制成的。选用不锈钢制造的密封环与导叶衬套寿命较长，但对其加工及装配的质量要求很高，否则易于在运转中因配合间隙略小、轴弯曲度稍大而发生咬合的情况。若用锡青铜制造，则加工容易，成本低，也不易咬死，但其抗冲刷性能相对稍差些。

新加工的密封环和导叶衬套安装就位后，与叶轮的同心度偏差应小于0.04mm。密封环与叶轮的径向间隙随密封环的内径大小而不同。密封环与泵壳的配合间隙一般为0.03mm～0.05mm。

导叶衬套与叶轮轮毂的间隙一般为0.40mm～0.45mm。叶衬套与导叶之间采用过盈配合，过盈量为0.015mm～0.020mm，并需用止动螺钉紧固好。

（三）转子部件的检修

转子部件主要有泵轴、叶轮和平衡盘等。水泵能否长期安全可靠地运行，与转子的结构、平衡精度及装配质量有密切的关系。

1.泵轴

轴是水泵的重要部件，它不仅支承着转子上的所有零部件，而且还承担着传递扭矩的作用。

（1）泵轴的检查与更换

泵解体后，对轴的表面应先进行外观检查，通常是用细砂布将轴略微打光，检查是否有被水冲刷的沟痕、两轴颈的表面是否有擦伤及碰痕。若发现轴的表面有冲蚀，则应做专门的修复。

在检查中若发现下列情况，则应更换新轴：

①轴表面有被高速水流冲刷而出现的较深的沟痕，特别是在键槽处。

②轴弯曲很大，经多次直轴后运行中仍发生弯曲者。密封环内径装配间隙磨损后的允许间隙。

（2）轴弯曲的测量方法及校正

①将泵轴放在专用的滚动台架上，也可使用车床或V形铁为支撑来进行检查。

②在泵轴的对轮侧端面上做好八等分的永久标记，一般以键槽处为起点，如图1-5所示。

在所有检修档案中的轴弯曲记录，都应与所做的标记相一致。

（3）开始测量轴弯曲时，应将轴始终靠向一端而不能来回窜动（但轴的两端不能受力），以保证测量的精确度。

（4）对各断面的记录数值应测2～3次，每一点的读数误差应保证在0.005mm以内。测量过程中，每次转动的角度应一致，盘转方向也应保持一致。在装好百分表后盘动转子时，一般自第二点开始记录，并且在盘转一圈后，第二点的数值应与原数相同。

（5）测量的位置应选在无键槽的地方，测量断面一般选10～15个即可。在进行测量的位置应打磨、清理光滑，确保无毛刺、凹凸和污垢等缺陷。

（6）泵轴上任意断面中，相对180°的两点测量读数差的最大值称为该端面的“跳动”或“晃度”，轴弯曲即等于晃度值的一半。每个断面的晃度要用箭头表示出来，根据箭头的方向是否一致来判定泵轴的弯曲是否在同一个纵剖面内。

（7）测量完成后，根据每个断面的弯曲值找出最大弯曲断面，然后可用百分表进一步测量确定出泵轴的最大弯曲断面（此断面不一定恰好是刚才的测量断面），并往复盘转泵轴，找到此断面最凸、最凹点做好记录和标记。

（8）检查泵轴最大弯曲不得超过0.04mm，否则应采用“捻打法”或“内应力松弛法”进行直轴，而“局部加热直轴法”则尽量不要采用。

2.叶轮

（1）叶轮及其密封环的检修

在水泵解体后，检查叶轮密封环的磨损程度，若在允许范围内，可在车床上用专门胎具胀住叶轮内孔来车修磨损部位，修正后要保持原有的同心度和表面粗糙度。最后，配制相应的密封环和导叶衬套，以保持原有的密封间隙。叶轮密封环经车修后，为防止加工过程中胎具位移而造成同心度偏差，应用专门胎具进行检查。

具体的步骤为：用一带轴肩的光轴插入叶轮内孔，光轴固定在钳台上并仰起角度α，确保叶轮吸入侧轮毂始终与胎具轴肩相接触并缓缓转动叶轮，在叶轮密封环处的百分表指示的跳动值应小于0.04mm，否则应重新修整。

对首级叶轮的叶片，因其易于受汽蚀损坏，若有轻微的汽蚀小孔洞，可进行补焊修复或采用环氧树脂粘结剂修补。

测量叶轮内孔与轴颈配合处的间隙，若因长期使用或多次拆装的磨损而造成此间隙值过大，为避免影响转子的同心度甚至由此而引起转子振动，可采取在叶轮内孔局部点焊后再车修或镀铬后再磨削的方法予以修复。

叶轮在采取上述方法检修后仍然达不到质量要求时，则需更换新叶轮。

（2）叶轮的更换

对新换的叶轮应进行下列工作，检查合格后方可使用：

①叶轮的主要几何尺寸，如叶轮密封环直径对轴孔的跳动值、端面对轴的跳动、两端面的平行度、键槽中心线对轴线的偏移量、外径D2、出口宽度b2、总厚度等的数值与图纸尺寸相符合。

②叶轮流道清理干净。

③叶轮在精加工后，每个新叶轮都经过静平衡试验合格。

对新叶轮的加工主要是为保证叶轮密封环外圆与内孔的同心度、轮毂两端面垂直度及平行度。

（3）叶轮的静平衡

水泵的振动常常是由于转子平衡不良引起的。现代火电厂中高压、高速的大型水泵对转子精确平衡的要求更高，特别是在检修、更换转子上的零件后，找平衡成为检修中十分重要的一个环节。这里就对转子静平衡的设备及操作方法做一简单的介绍。目前我国发电厂最常用的静平衡设备是平行导轨式静平衡台，其结构简单、使用方便且精确度高，最适于水泵叶轮的静平衡试验。此种平衡台主要由两根截面相同的平行导轨和能调整高度的支架组成。

除平衡台外，找平衡时还需用专门的心轴、百分表、天平及铅皮等。

具体操作时，应先调整平衡台，使两导轨的水平偏差小于0.05mm/m，两导轨的平行度偏差小于2mm/m。然后，将专用的心轴插入叶轮内孔，并保持一定紧力。叶轮的键槽要用密度相近的物质填充，以免影响平衡精确度。把装好的转子放在平衡台导轨上往复滚动几次，确定导轨无弯曲现象时，即可开始工作。将心轴垂直于导轨的轴线位置放好，轻轻扳动叶轮使转子来回摆动，最后静止下来，此时叶轮的最下方即为叶轮不平衡重量的所在位置。将该位置做好记号（画在叶轮的后盖板上）后，在其对称位置用试加重量的方法反复试验，直至平衡状态，则可在叶轮不平衡位置（有标记处）可用砂轮磨削或用棒铣刀铣削的方法进行去重，一直到满足平衡要求为止。

转子在静平衡试验、调整后，剩余的不平衡重量在正常运行时产生的离心力不得超过转子重量的4%～5%。

3.转子的试装

（1）试装的目的及应具备的条件

转子试装主要是为了提高水泵最后的组装质量。通过这个过程，可以消除转子的紧态晃度，可以调整好叶轮间的轴向距离，从而保证各级叶轮和导叶的流道中心同时对正，可以确定调整套的尺寸。在试装前，应对各部件进行全部尺寸的测量，消除明显的超差。各部件径向跳动的测量方法可参考前面的内容，对各部件端面晃度的检查方法为：叶轮仍是采用专门的心轴插入叶轮内孔，心轴固定在平台上，轻轻转动叶轮，百分表的指示数值即为端面的跳动。此跳动值不得超过0.015mm，否则应进行车修，而轴套等部件端面跳动的检查可在一块平板上用百分表出，此跳动值不得大于0.015mm。

总之，在检查转子各部件的端面已清理，叶轮内孔与轴颈的间隙适当，轴弯曲不大于0.03mm～0.04mm，各套装部件的同心度偏差小0.02mm且端面跳动小于0.015mm时，即可在专用的、能使转子转动的支架上开始试装工作。

（2）转子试装的步骤

转子试装可以按以下步骤进行：

①将所有的键都按号装好，以防因键的位置不对而发生轴套与键顶住的现象。

②将所有的密封圈等按位置装好，把锁紧螺母紧好并记下出口侧锁紧螺母至轴端的距离，以便水泵正式组装时作为确定套装部件紧度的依据。

③在紧固轴套的锁紧螺母时，应始终保持泵轴在同一方位（如保持轴的键槽一直向上），而且在每次测量转子晃度完成后应松开锁紧螺母，待下次再测时重新拧紧。每次紧固锁紧螺母时的力量以套装部件之间无间隙、不松动为准，不可过大。

④各套装部件装在轴上时，应根据各自的晃度值大小和方位合理排序，防止晃度在某一个方位的积累。测量转子晃度时，应使转子不能来回窜动且在轴向上不受太大的力。最后，检查组装好的转子各部位的晃度不应超出下列数值：

叶轮处　0.12mm

挡套处　0.10mm

调整套处　0.08mm

轴套处　0.05mm

平衡盘工作面轴向晃度　0.06mm

⑤装好转子各套装部件并紧好锁紧螺母后，再用百分表测量各部件的径向跳动是否合格。若超出标准，则应再次检查所有套装部件的端面跳动值，直至符合要求。

⑥检查各级叶轮出水口中心距离是否相符，并测量末级叶轮至平衡盘端面之间的距离以确定好调整套的尺寸。在试装结果符合质量要求并做好记录后，即可将各套装部件解体，以待正式组装。

4.其余工作

水泵的检修完成后，检查水泵盘转正常，各部件无缺陷且运转时振动也很小，再次复测转子和静子的各项间隙、转子的轴向总窜动量等合乎要求，组装后的动静平衡盘的平行度偏差小于0.02mm，泵壳的紧固穿杠螺栓的紧固程度上下左右误差不大于0.05mm，则可以认为水泵检修、安装的质量合格。

六、注意事项

1.设备上不准放置检修工具或任何物体。

2.在泵运转中，不在靠近转动部位擦抹设备，不松紧带压部分螺栓。

3.保持电机接地线完好，清扫场地注意不要将水喷洒在电机上。

4.设备的拆卸、清洗，更换的零部件以及检修工具要整齐摆放，做到文明检修。

5.离心泵的检修除按正常的检修程序与标准以外还应注意以下几点。

（1）泵转子和蜗壳同心程度

泵转子与蜗壳同心程度，完全由零件加工精度确定，要求泵转子与蜗壳同心，目的在于避免运转时动静部件的摩擦；其次，两者同心能使泵性能改善，提高泵的效率。

（2）泵叶轮流道中心线和蜗壳流道中心线偏离情况

叶轮流道中心线与泵壳流道中心线偏离越低，泵的效率越高。两者流道对中偏差一般不应超过0.5mm。

七、实训报告

1.记录所使用的检修工具名称、型号；记录所检修的泵的型号名称。

2.记录检修步骤及注意事项；写出检修及要求。

3.总结实训收获，提出意见和建议。

【思考题】

1.多级泵在组装过程中要进行哪些间隙的测量与调整工作？

2.简述多级泵的泵壳中段与导叶的的检修工艺。