热网循环泵轴瓦改造实用教案

1、小组(xioz)简介第1页/共26页第一页，共26页。设备(shbi)概况 热网循环水泵型号XS400-690调速范围1-1:5偶合器型号YOTCP750输入转速1500r/min功率范围510-1555KW转速1480r/min单级双吸离心泵单级双吸离心泵流量(liling)2626m/h第2页/共26页第二页，共26页。运行(ynxng)记录对9号机1号热网循环泵的原始测振记录、油位检测记录、轴承温度检测记录的查询(chxn)。2014年1月7日，由2号热网循环泵倒换为1号热网循环泵运行，运行期间电流110A，转速1300rpm，3号轴承油位2/3,4号轴承油位1/2,3号轴承垂直、水平、

2、轴向振动分别为0.055mm、0.076 mm、0.053 mm，低于振动标准0.080mm。第3页/共26页第三页，共26页。9号机1号热网循环泵运行中传动端轴承温度突然升高，由57上升至65。值班员立即倒换2号热网循环泵，倒泵期间，1号泵传动端轴承温度上升至92，就地实测79，就地检查油位、冷却水均无异常，在整个过程中，1号热网循环泵出口压力未见下降，保持在0.80MPa左右。检修人员对1号热网循环水泵传动端轴承检查工作开工，对该泵进行解体检查，发现该泵3号轴承内圈损坏，拆除轴承时，发现泵轴断裂。随即联系设备部金相室对断裂位置进行检查分析，金相室初步判断为泵轴中速短周期疲劳发生(fshng

3、)断裂，进而导致轴承损坏。更换轴承及泵轴后回装，试泵正常。第4页/共26页第四页，共26页。 三次(sn c)断轴缺陷序号时间水 泵 名称泵轴断裂位置材质 断面情况是 否 空载12010.11.269 号 机 2号 热 网循环泵3号轴承内圈#45螺旋扭平面 已空载22013.2.710号机3号 热 网循环泵#3轴承内圈 #45螺旋扭平面 已空载32014.1.89 号 机 1号 热 网循环泵#3轴承内圈 40Cr 光洁扭断面 带负荷第5页/共26页第五页，共26页。现状(xinzhung)调查一对第1、2次泵轴断面的照片，可见为螺旋扭平面。且已经导致该泵空载(kn zi)运行，说明在运行时泵轴

4、已断裂。第6页/共26页第六页，共26页。现状(xinzhung)调查二。对第3次泵轴断面的照片，可见为光洁扭断面。但由于运行倒泵及时，并未出现泵空载运行，出口压力保持(boch)不变，说明在停泵前泵轴出现裂纹但并未完全断裂。某种意义上可以说第3次是第1、2次的中间过程。第7页/共26页第七页，共26页。第8页/共26页第八页，共26页。现状(xinzhung)调查三 金相室对断裂面进行检查(jinch)分析，断面呈现细密光洁状，属于中速短期疲劳断裂。因该泵3号轴承温度升高后及时停泵，且泵出口压力一直保持正常，未空载运行，因此停泵后泵轴尚未完全断裂，这与以往泵轴断裂断面略有不同。2013年度供

5、热系统检修时，对9、10号机组热网循环水泵泵轴进行全部更换，更换为力学性能优良的40Cr材质，所有泵轴均进行材质和探伤检查(jinch)，未见异常。泵轴硬度检测，其表面硬度为HB266，符合40Cr材质调质要求，亦未见异常。第9页/共26页第九页，共26页。 原因(yunyn)分析1、热网循环水泵解体后，没有发现泵体有异物(yw)，排除了外界原因造成断轴事故。2、热网循环水泵缺油造成轴承发热而引起的断轴事故？检修人员拆开轴瓦(zhuw)后，检查油位正常，排除了轴承因为断油造成的原因。3、3号轴承处（传动端）泵轴断裂，3号轴承处泵轴必然受到垂直于泵轴的切向剪切力。泵在正常运行时，3号轴承是不承受

6、剪切力，形成剪切力条件必为轴系中线与泵体中线存在偏差，而轴系的弯曲及转动部件的检查测量并未发现超标现象，因此断定泵体的加工尺寸或行位公差精度未达到使用要求，导致两侧轴承体同心度较差，泵在运转过程中，传动端轴承处轴承受径向力的同时受到极大的剪切力。泵轴长期承受剪切力作用，疲劳损伤加剧导致泵轴断裂。第10页/共26页第十页，共26页。泵轴示意图车削精度良好车削精度误差轴系轴承轴承自由端自由端轴承体洼窝轴承体洼窝传动端轴承体洼窝第11页/共26页第十一页，共26页。 大型工业水泵受到加工时镗床刀具的大小及长度限制，为保证大型离心式水泵自由端和传动端的洼窝同心度，在进行镗或车时，需要在自由端及传动端制

7、作工装孔及圆环形工装零件，依靠圆环形工装零件确定自由端和传动端的同心度，确保(qubo)在自由端和传动端外接轴承体的同心度，以进一步保证轴系安装后轴系中线与泵体中线平行。第12页/共26页第十二页，共26页。通过对现场泵体的检查，在泵体自由端和传动端均未发现工装孔，在两车削面之间跨距约为1.2米，根本没有镗床或车床能够一次性车削两平面来确保(qubo)其同心度（如下图所示）。第13页/共26页第十三页，共26页。同心(tngxn)度无法保证1.2m止口止口未 见 工未 见 工装装( n zhun)孔孔第14页/共26页第十四页，共26页。根据以上的分析，可见该泵的泵体在加工时存在误差，导致两侧

8、轴承体洼窝同心度较差，泵的轴系安装在洼窝后运转时，在传动端轴承处产生较大的剪切力在泵轴直径安全余量不足的情况下，经泵的启停过程和运行过程的扭矩作用在3号轴承（传动端）泵轴处形成疲劳损伤，最终导致泵轴断裂第15页/共26页第十五页，共26页。泵轴直径（现用泵最小直径为100mm）不满足使用条件，且轴承支撑结构接触面小，自我调整抵消扭力的性能较差，一旦存在偏心或异物，则形成较大扭矩，泵轴因扭矩突增及泵轴直径不足，会产生疲劳隐患，逐步恶化造成泵轴断裂事故因此急需对该型泵返厂进行改进主要将轴承结构更换为轴瓦结构以确保扭力的良好释放将泵轴根据理论计算进行适当增粗以提高泵轴的抗剪切能力对应轴系根据轴瓦结构

9、的变化和泵轴直径的变化进行部件的更换彻底消除存在的设备隐患第16页/共26页第十六页，共26页。沈阳工业泵制造有限公司依据(yj)给出的热网循环水泵泵轴直径初步计算书： 30.2tMdnPdMt 9550 32 . 0Mt3441000002 . 09221式中：d-轴的最小轴径(m)Mt-轴所传递的扭矩(Nm)-许用剪切应力(Pa)Pd-电机配带功率 kWn-泵的转速 r/min热网循环水泵电机额定功率( dn n l)为1400KW，泵的额定转速1450 r/min则其中，Mt=9550 x1400/1450=9221 （N.m）。根据水泵设计经验其中40Cr材质泵轴剪切许用应力d=0.1

10、015m=101.5mm第17页/共26页第十七页，共26页。油挡档套轴承档套挡圈油挡联轴器传动端瓦盖11010047260308035320210油挡档套轴承档套锁母自由端瓦盖11010047803590320210现用热网循环泵传动端轴承结构尺寸(ch cun)示意图轴承结构传动端外壳尺寸(ch cun)为210mm轴瓦结构传动端外壳尺寸(ch cun)为280mm显然目前泵轴不满足改造要求。须换轴现用热网循环泵自由端轴承结构尺寸示意图轴承结构自由端外壳尺寸为210mm轴瓦结构自由端外壳尺寸为350mm显然(xinrn)目前泵轴不满足改造要求。须换轴。第18页/共26页第十八页，共26页。

11、可行性：根据(gnj)水泵设计手册说明，当水泵为大流量、低转速时，应采用滑动轴瓦形式。而循环水泵满足该设计特性，因此对热网循环水泵轴承改型为滑动轴瓦是可行的。第19页/共26页第十九页，共26页。设计制造1、泵厂家应根据最小轴颈计算对泵轴进行加粗，对泵轴材质进行升级更换，既能满足运行条件，又不会对泵的壳体进行改动。2、轴瓦设计采用滑动轴瓦和定位轴承结合的方式，考虑我公司热网循环水泵无压力循环油设备，因此滑动轴瓦采用甩油环润滑方式进行润滑。3、水泵泵轴按照设计图纸(tzh)进行加工，泵轴材质选用40Cr及以上材质，韧性及强度高于使用工况要求，泵轴表面进行调质处理，调质均匀，硬度不低于HB240。

12、泵轴加工生产后，进行探伤检查，并配有检查报告。泵轴尺寸与图纸(tzh)校核，偏差不超过0.02mm。泵轴晃度测量等份不少于6份，晃度测最大值0.03mm。第20页/共26页第二十页，共26页。4 、轴瓦材质选用锡基轴承(zhuchng)合金（CHSnSb11.6），合金硬度HB20-30，最大许用应力600-1000MPa，最高允许温度150。轴瓦尺寸与图纸校核，偏差不超过0.02mm。宏观检查，乌金无脱胎、裂纹、铸造砂眼等缺陷，着色探伤无问题。5、轴承(zhuchng)室加工确保泵本体原洼窝与轴承(zhuchng)室加工洼窝同心度不超过0.05mm。轴承(zhuchng)室与泵本体制作定位销

13、，确保检修安装时轴瓦的同心。第21页/共26页第二十一页，共26页。改造(gizo)流程整泵返回我公司后进行就位第22页/共26页第二十二页，共26页。改造后运行(ynxng)效果位置 电机耦合器 循环泵10 号 机 3 号 热 网 循 环水 泵垂直1.22.51.61.84.02.0水平2.92.63.73.62.61.4中心1.22.12.42.43.71.8垂直1.50.91.31.01.01.110 号 机 1 号 热 网 循 环水 泵水平2.42.30.92.01.00.8中心1.32.22.62.01.51.2第23页/共26页第二十三页，共26页。巩固(gngg)措施1、巡检过程要对泵组振动、温度、油脂情况进行检查，发现异常情况进行及时检查，并检查轴承的磨损程度，及时予以更换，保证轴承的良好(lingho)润滑和正常运行。2、定期安排专人进行(jnxng)检查，对设备运行状况做到心