盧 琳，張文階

（華能武漢發(fā)電有限責(zé)任公司，湖北武漢 430415）

0 引言

陽邏電廠一、二期4 臺機組分別于1993 年和1997 年投產(chǎn)，給水泵組配置3 臺YNKn300/200-20 型前置泵，包括1 臺電泵前置泵和2 臺汽泵前置泵，結(jié)構(gòu)為單級雙吸臥式蝸殼泵，采用832 型機械密封。吸入蓋借助雙頭螺栓緊固在泵體上面。機封靜環(huán)座、冷卻室蓋和軸承架全部借助雙頭螺栓緊固在吸入蓋上。泵的過水部件對稱設(shè)計和布置，由于泵體鑄造件的制造公差及管路布置造成的流經(jīng)葉輪的不均勻水流產(chǎn)生軸向推力并不大。原前置泵推力平衡采用推力瓦、推力盤、齒輪油泵、油箱等附件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率高、配件價格高，于2000 年后陸續(xù)進行改造，改用2 個6306 滾珠軸承平衡軸向推力，并加裝軸承冷卻水。雙吸葉輪及鍵徑向固定在泵軸上，泵轉(zhuǎn)子由2 個飛濺潤滑的普通軸瓦支承，并靠安裝在泵前端的2 個滾珠軸承實現(xiàn)軸向定位。泵軸兩端均采用擋套和機封動環(huán)軸套來達到泵軸不被介質(zhì)腐蝕的目的；同時，擋套起著使葉輪軸向定位的作用，機封動環(huán)軸套利用絲扣在軸封部位擰緊在軸上，其絲扣擰緊方向與旋轉(zhuǎn)方向相反。汽泵前置泵結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

1 問題及原因分析

前置泵正常情況下2 運1 備，每4 年大修一次。該型號前置泵自投產(chǎn)檢修后頻繁出現(xiàn)機封漏水和推力軸承溫度高或損壞故障。分析原因主要有3 點：

（1）轉(zhuǎn)子總竄測量和半竄量調(diào)整不準(zhǔn)確，測量和調(diào)整值因人而異，設(shè)備運行時轉(zhuǎn)子軸向定位產(chǎn)生偏差，使機封實際壓縮量與檢修過程中調(diào)整值不一致，導(dǎo)致推力軸承承力較大。

（2）調(diào)整轉(zhuǎn)子半竄量時，機封動、靜環(huán)受損。

（3）改造過的自由端滾珠軸承冷卻水室設(shè)計不合理，導(dǎo)致軸承室進水。

2 前置泵回裝工藝改進

圖1 前置泵結(jié)構(gòu)

2010 年后，通過前些年的探索研究實踐，安裝工藝得以不斷改進，有效避免了數(shù)據(jù)測量因人而異的問題，使檢修數(shù)據(jù)調(diào)整更加精確、真實，避免了故障的發(fā)生。根據(jù)實際效果，經(jīng)此法檢修后的前置泵可連續(xù)運行一個大修周期，而不發(fā)生機封泄漏和軸承溫度高故障。前置泵檢修原則為“保證轉(zhuǎn)子部件運行時位于靜止部件中心；測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，不受認為因素影響”。唯有如此，才能保證前置泵轉(zhuǎn)子軸向定位準(zhǔn)確、兩側(cè)機封壓縮量調(diào)整準(zhǔn)確一致、轉(zhuǎn)子總竄量和半竄量真實合格，保證前置泵可靠持久運行。

2.1 轉(zhuǎn)子總竄測量和葉輪定位

（1）泵軸套入雙吸葉輪，放入蝸殼內(nèi)，注意葉輪旋轉(zhuǎn)方向。

（2）裝上兩側(cè)吸入蓋，注意方向。

（3）裝上葉輪兩側(cè)擋套，不裝兩側(cè)機封冷卻室，將兩側(cè)機封動環(huán)軸套分別擰入泵軸。

（4）緩慢向里擰緊機封動環(huán)軸套，用深度尺測量兩側(cè)機封動環(huán)軸套端面至軸肩距離，將該值恢復(fù)至設(shè)計值，以準(zhǔn)確地將葉輪在軸上定位。無法查閱設(shè)計值時，可在解體階段測量該值作為回裝標(biāo)準(zhǔn)值。

（5）百分表指針打在泵軸端面，向兩側(cè)推動泵軸，分別讀出百分表值，兩數(shù)想減，即得總竄量值（標(biāo)準(zhǔn)值6～8 mm）。

以上不裝兩側(cè)機封冷卻室的測量方法是轉(zhuǎn)子總竄量的真實值。若裝上兩側(cè)機封冷卻室再進行測量，推動泵軸時，機封動環(huán)軸套可能與機封冷卻室內(nèi)壁發(fā)生磕碰，造成總竄值偏小?？呐雠c否也取決于擋套的長度，擋套越長，機封動環(huán)軸套與機封冷卻室內(nèi)壁的軸向間隙越大。

（6）繼續(xù)推動泵軸，使百分表讀數(shù)為總竄量的1/2，即半竄處。若電機未動，可測量并記錄泵軸傳動端端面至電機軸端面的距離η，方便后續(xù)機封壓縮量和半竄量的調(diào)整；若電機不在，可找其他固定參照點。若該泵修前運行狀況良好，也可在解體階段拆卸聯(lián)軸器時測量該距離η，作為回裝參考值。

（7）卸下兩側(cè)機封動環(huán)軸套，裝上兩側(cè)機封冷卻室，再擰入兩側(cè)機封動環(huán)軸套。

（8）重復(fù)步驟（4），再次將葉輪在軸上定位。定位完成時，兩側(cè)動環(huán)軸套一定是擰緊狀態(tài)，防止葉輪松動。

2.2 機封壓縮量調(diào)整

（1）將泵軸傳動端端面至電機軸端面的距離恢復(fù)至η 值，此時葉輪位于蝸殼中間處，即半竄處。

將百分表指針打在泵軸端面記錄讀數(shù)，作為測量調(diào)整機封壓縮量過程中參照點。該泵機封型號為832 分體式，壓縮量通過調(diào)整靜環(huán)座內(nèi)不銹鋼環(huán)形墊片調(diào)節(jié)。

（2）用深度尺測量機封動環(huán)密封面到機封冷卻室平面的深度δ1。

（3）將機封靜環(huán)放置在水平地面處，用深度尺測量靜環(huán)密封面至靜環(huán)座平面的距離δ2。

（4）機封壓縮量δ=δ2-δ1。若δ偏大（標(biāo)準(zhǔn)值4～6 mm），則通過減少靜環(huán)座內(nèi)墊片減少δ2，反之，則增加墊片。

測量階段盡量不要碰動泵軸，防止葉輪發(fā)生軸向位移，偏離半竄處。若有竄動，可根據(jù)百分表讀數(shù)恢復(fù)半竄位。只有在精確的半竄定位前提下，調(diào)整的機封壓縮量才是真實可靠值，否則會使一側(cè)偏大，另一側(cè)偏小。

2.3 軸全抬和半抬調(diào)整

（1）裝上兩側(cè)軸承架，螺栓帶上但不要擰緊。

（2）不裝下瓦，將百分表座吸在泵體上，表指針垂直打在軸瓦處軸的頂端，讀出百分表值α1，雙手將軸往上托，直至泵體內(nèi)部發(fā)生觸碰時，讀出百分表值α2，即全抬α=α2-α1。

（3）將支撐瓦下瓦蓋在軸上部，向兩側(cè)翻動查看左、右間隙是否一致。若左側(cè)間隙大，則用銅棒敲打軸承座左側(cè)，使其右移，反之亦然，如此反復(fù)，直至左右間隙一致。

（4）將下瓦翻至軸承座內(nèi)，重新調(diào)整好百分表，讀出百分表值β1，雙手將軸往上托，直至泵體內(nèi)部發(fā)生觸碰時，讀出百分表值β2，即半抬β=β2-β1。

（5）反復(fù)復(fù)查兩側(cè)軸半抬量值并進行微調(diào)，直至合格。裝入下瓦后的抬量應(yīng)為全抬量的1/2+0.05 mm。

影響抬量調(diào)整的因素：葉輪口環(huán)與密封環(huán)部件；軸承架與冷卻室蓋配合端面；機械密封動靜環(huán)端面；冷卻室蓋和軸承架雙頭緊固螺栓。

2.4 軸瓦間隙和瓦蓋緊力調(diào)整

（1）檢查軸承和軸承體的配合面，在擰緊瓦蓋的情況下，在軸瓦座內(nèi)移動軸瓦是否可能。如座面太松，應(yīng)修整瓦蓋的兩接合面直到裝上的軸瓦被牢固地夾在瓦座里而不能再移動為止。

（2）將兩側(cè)軸瓦安裝好，擰緊瓦蓋的4 個內(nèi)六角螺栓。

（3）用塞尺或壓鉛絲法測量軸瓦頂間隙（標(biāo)準(zhǔn)值0.12 mm）；用塞尺測量左、右側(cè)間隙（標(biāo)準(zhǔn)值0.06 mm）。

（4）用壓鉛絲法測量瓦蓋緊力（標(biāo)準(zhǔn)0～0.03 mm）。

2.5 轉(zhuǎn)子半竄量調(diào)整

（1）裝上軸承前壓蓋，先后裝上推力盤工具，定位軸套，鎖緊螺母；可不裝上瓦室，擰緊前壓蓋與軸承支架下端連接螺栓，見圖2。該推力盤工具為標(biāo)準(zhǔn)件，軸向?qū)挾葹? 個滾珠軸承厚度。

（2）推動泵軸，恢復(fù)傳動側(cè)泵軸端面至電機軸端面的距離η。

（3）將一塊百分表指針垂直打在傳動側(cè)泵軸端面，讀出百分表值θ1。

（4）緩慢擰緊鎖緊螺母。半竄標(biāo)準(zhǔn)值（3～4）mm。

若百分表數(shù)值變小，讀出數(shù)值θ2，則表明軸向半竄量偏小，需在軸承前壓蓋處加θ=θ1-θ2厚的耐油紙墊或?qū)⑤S承與軸肩之間的軸承調(diào)整套車削掉θ 厚度。

若百分表數(shù)值不變，則從自由端往傳動側(cè)推動泵軸，直至軸承前壓蓋碰到軸承室，讀出百分表讀數(shù)θ2，半竄值為θ=θ2θ1，表明軸向半竄量偏大，需車削軸承前壓蓋厚度θ=θ2-θ1或在軸肩與軸承調(diào)整套之間加θ 厚度的金屬墊片。

傳統(tǒng)測量轉(zhuǎn)子半竄量方法：完成步驟（1）后，將百分表指針打在傳動側(cè)泵軸端面，向傳動端推動泵軸，用撬杠頂在自由側(cè)機封動環(huán)軸套端面，將軸往傳動端頂，讀出百分表值θ1；松開撬杠，緩慢擰緊鎖緊螺母，查看百分表讀數(shù)，直至穩(wěn)定不變，讀出值θ2。則半竄值為θ=θ1-θ2。

因機封彈簧的彈性影響，每次撬動的力道也不盡相同以及不同的人力道不同，傳統(tǒng)方法測得的半竄量往往各不相同，因人而異。且用撬杠頂來頂去，易損傷機封密封面。半竄位的調(diào)整誤差，極易引起一側(cè)機封壓縮量過大，另一側(cè)壓縮量偏小進而發(fā)發(fā)生泄漏。新方法則巧妙地規(guī)避了上述弊端，測出的半竄值更加準(zhǔn)確真實。

2.6 裝推力軸承蓋后軸向竄量調(diào)整

（1）測量軸承冷卻室滾珠軸承位深度ω1。

（2）測量兩個6306 軸承標(biāo)準(zhǔn)件厚度ω2。

（3）則裝推力軸承蓋后軸向竄量ω=ω1-ω2（標(biāo)準(zhǔn)值0.30～0.35 mm）。

若ω＜標(biāo)準(zhǔn)值，表示無竄量或竄量偏小。需將軸承冷卻室的軸承位深度車削加深；若ω＞標(biāo)準(zhǔn)值，表示串量偏大，需將軸承冷卻室的外平面車削以減小軸承位深度。

或者用以下方法：卸掉半竄調(diào)整工具（鎖緊螺母，定位軸套，推力盤工具），軸承座平面涂膠，蓋上兩側(cè)軸承蓋。裝上自由側(cè)2 個6306 滾珠軸承，裝上軸承冷卻室，擰緊螺栓。將百分表指針打在傳動側(cè)泵軸端面，用撬杠先后頂在自由側(cè)和傳動側(cè)機封動環(huán)軸套端面，將軸分別往傳動端和自由端頂，讀出百分表差值，該差值即為裝推力軸承蓋后軸向竄量。后續(xù)調(diào)整放方法不變。使用此方法易損傷機封密封面，撬動前最好將機封靜環(huán)座螺栓松開一點；但不宜松開過多，防止機封動、靜環(huán)由于撬動而偏離安裝位，導(dǎo)致無法歸位。因此法操作不當(dāng)易引起機封損壞，不建議使用。

圖2 調(diào)整半竄量

圖3 改造前軸承室

3 滾珠軸承冷卻水室改造

2000 年后陸續(xù)將8 臺汽泵前置泵自由端推力軸瓦改為滾珠軸承，加裝滾珠軸承冷卻室的中間環(huán)形密封面極容易密封不良，導(dǎo)致冷卻水泄漏至滾珠軸承室，損壞軸承。同時，冷卻水繼續(xù)由磨損的骨架油封，滲進支撐瓦室，劣化稀油，進而導(dǎo)致支撐瓦磨損。

自由端軸承室分為3 個腔室：①支撐瓦室，稀油潤滑；②滾珠軸承室，潤滑脂潤滑；③冷卻水室，對滾珠軸承室進行冷卻。滾珠軸承室與支撐瓦室采用前壓蓋上的骨架油封密封。冷卻水室與滾珠軸承室，以及冷卻水室與軸承室外側(cè)分別采用同一平面的3 個環(huán)形平面進行密封。若冷卻水室與滾珠軸承室密封不良，則會導(dǎo)致滾珠軸承室進水，再加上骨架油封磨損，水會滲進支撐瓦室。若冷卻水室軸承室外側(cè)密封不良，會導(dǎo)致冷卻水從軸承室處外漏。改造前的自由端軸承室結(jié)構(gòu)見圖3。

針對冷卻水泄漏原因，將冷卻水室做如下改造：加工合適尺寸的環(huán)形件，封堵住軸承冷卻水室中間的環(huán)形水槽（不能堵住進、出水口），并施焊保證嚴(yán)密不漏。取消里側(cè)環(huán)形密封面，為保證該密封面不高于外側(cè)環(huán)形密封面，將整個平面進行拋光處理；為了防止軸承前壓蓋凸臺接觸到環(huán)形件而導(dǎo)致外側(cè)環(huán)形面密封失效，遂將凸臺車削掉1 mm，保證配合間隙。如此，將水側(cè)與滾珠軸承室完全密封隔離，徹底解決軸承室進水問題。改造后的自由端軸承室結(jié)構(gòu)簡圖如圖4。

圖4 改造后軸承室

4 結(jié)束語

影響前置泵水泵機封泄漏和推力軸承溫度高的故障因素很多，但若能嚴(yán)格按照改進后的回裝工藝依次對葉輪定位、總竄、機封壓縮量、軸抬量、軸瓦間隙、半竄、裝推力軸承蓋后軸向竄量進行調(diào)整，尤其是半竄定位調(diào)整法的創(chuàng)新實踐，可保證整個水泵轉(zhuǎn)子部件位于靜止部件中心，有效提高檢修數(shù)據(jù)調(diào)整的準(zhǔn)確性。水泵轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)靈活，軸向間隙均勻，極大提高設(shè)備可用率及整體運轉(zhuǎn)水平。滾珠軸承冷卻水室的改造，解決了軸承室進水問題。