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給水泵檢修間隙量及調整

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給水泵檢修的間隙測量與調整
     發電廠所有水泵的檢修中,給水泵因其級數多、壓力高、轉速高,所以給水泵檢修的技術含量較高。而在給水泵的檢修中,在保證水泵動靜部分無缺陷的情況下,水泵檢修的質量完全靠間隙的正確測量與調整來保證。在水泵眾多的間隙及檢修數據中,每種間隙及檢修數據并不是獨立的,而是互相聯系、互相制約的。每種間隙的數值都是由水泵的制造與運行要求確定的。
      目前,高壓力、大揚程的給水泵使用中,雙殼體泵以其運行穩定、檢修方便,應用比較廣泛。下面結合雙殼體給水泵檢修過程對水泵各部間隙的作用、測量及調整進行簡單闡述。
1、給水泵的解體
水泵檢修解體階段的測量目的在于:
a)與上次檢修時的數據進行對比,從數據的變化分析原因制定檢修方案;
b)與回裝時的數據進行對比,避免回裝錯誤。
1.1軸瓦的間隙緊力及瓦口間隙
軸瓦頂部間隙一般取軸徑的0.15%~0.2%,瓦口間隙為頂部間隙的一半。瓦蓋緊力一般取0.00mm~0.03mm。間隙旨在保證軸瓦的潤滑與冷卻以及避免軸振動對軸瓦的影響。如果在解體過程中發現與標準有出入,應進行分析,制定針對性處理方案并處理。
1.2水泵工作竄量
水泵工作竄量取0.8mm~1.2mm。工作竄量的數值主要是保證機械密封在水泵啟停工況及事故工況下不發生機械碰撞和擠壓。也是水泵運行中防止動靜摩擦的一個重要措施。
1.3水泵高低壓側大小端蓋與進出口端的間隙
測量水泵高低壓側大小端蓋與進出口端的間隙目的在于檢查緊固螺栓是否有松動現象,同時為水泵組裝時留下螺栓緊固的施力依據。
1.4水泵半竄量的測量
在未拆除平衡盤的狀態下測量水泵的半竄量,水泵的半竄量應該是水泵總竄量的一半,一般情況下其數值為4mm左右。檢查水泵半竄量與原始數據進行比較,可找出平衡盤磨損量及水泵效率降低的原因。
1.5水泵總竄量的復查
拆除平衡盤后即可測量水泵總竄量,水泵總竄量是水泵的制造及安裝后固有的數值,一般水泵總竄量在8mm~l0mm。水泵總竄量如果發生變化,則說明水泵各中段緊固螺栓有松動或水泵動靜部分軸向發生磨損。
1.6水泵各級竄量
水泵在抽出芯包后就要對各級中段及葉輪進行解體,在解體過程中應對水泵逐級進行竄量測量,在測量各級竄量的過程中還應對各級中段止口軸向間隙進行測量。各級中段的竄量應在總竄量數值的附近,一般不超過0.50mm,如數值偏差較大或與原始數據出入較大,應認真分析原因,并進行消除。各級中段止口間隙的測量是為了檢驗水泵總裝的誤差。
解體過程各數據的測量,目的是根據數據進行分析,找出水泵故障的原因,制定本次檢修的方案及針對性處理措施。同時,在回裝過程中進行參考,檢驗回裝過程的誤差。
2、水泵靜止部件檢修中間隙的測量與調整
2.1各中段止口徑向間隙的測量與調整
測量相鄰兩泵段的止口間隙,方法如圖1。將相鄰兩泵段迭起,再往復推動上面的泵段,百分表讀數差就是止口間隙。然后按上法對90°方位再測量一次取其平均數。其間隙值一般為0.04mm~0.08mm,當大于0.1mm時,就要進行修理。簡單的修理方法,可在間隙較大的中斷凸止口周圍均勻地堆焊6~8處,每處長度25mm~40mm,然后將止口車削到需要尺寸。各中段止口間隙數據在水泵檢修中非常重要,止口間隙過大,則增加了水泵轉子的相對晃度,造成水泵通流間隙的偏移,二單側間隙減小,運行中則有可能發生動靜摩擦引起水泵抱死。止口間隙過小則有可能發生中段安裝不到位,人為減小水泵總竄量,輕則降低水泵效率,重則引起動靜摩擦,損壞設備。
 
2.2導葉與泵殼的徑向間隙測量與調整
現代高壓給水泵的導葉一般采用不銹鋼制造,當導葉沖刷損壞嚴重時,應更換新導葉。新導葉在使用前應將流道打磨光滑,這樣可提高水泵效率。導葉與泵殼徑向間隙一般為0.04mm~0.06mm。固定導葉的定位銷與泵殼為過盈配合,其緊力為0.02mm~0.04mm,與導葉為間隙配合。導葉在泵殼內應被壓緊,以防導葉與泵殼隔板平面磨損。為此可在導葉背面沿圓周方向,并盡量靠近外緣均勻地鉆3~4孔,加上紫銅釘,利用紫銅釘的過盈量使兩平面壓緊,如圖2a所示。在裝紫銅釘之前,先測量出導葉與泵殼之間的軸向間隙,其方法是在泵段的密封面及導葉下面放上3~4根鉛絲,再將導葉與另一泵段放上,如圖2b所示,墊上軟金屬用大錘輕輕敲打幾下,取出鉛絲測其厚度,兩個地方鉛絲平均厚度之差,即為間隙值。紫銅釘的高度應比測出的間隙值多0.5mm,這樣泵殼壓緊后,導葉便有一定的預緊力。
2.3水泵密封環、導葉套間隙的測量與調整
密封環與導葉襯套分別裝在泵殼及導葉上,如圖3所示。它們的材料多采用黃銅制造,其硬度遠遠低于葉輪。當與葉輪發生摩擦時,首先損壞的是密封環和導葉襯套。若發現其磨損量超過規定值或有裂紋時,必須進行更換,密封環同葉輪的徑向(直徑)間隙,隨密封環的直徑大小而異,一般為密封環內徑的1.5‰~3‰;磨損后的允許最大間隙不得超過密封環內徑的4‰~8‰(密封直徑小,取大比值;直徑大,取小比值)。密封環同泵殼的配合,如有緊固螺釘可采用間隙配合,其值為0.03mm~0.05mm;若無緊固螺釘,其配合應有一定緊力,緊力值為0~0.03mm。導葉襯套同葉輪的間隙應略小于密封環同葉輪的間隙(小1/10)。導葉與導葉襯套為過盈配合(過盈量約為0.015mm~0.02mm),還需用止動螺釘緊固。
 
3、水泵轉子部件檢修中間隙的測量與調整
3.1水泵軸的彎曲
高壓水泵結構精密,動、靜部分之間間隙小,轉子的轉速高,軸的負荷重,因此對軸的要求比較嚴格。軸的彎曲度一般不允許超過0.02mm,超過0.04mm時應進行直軸工作。泵軸彎曲過大將增加水泵轉子的晃度,水泵轉子晃度增大勢必要增加密封環及導葉襯套間隙,以防治動靜磨損,而增大其間隙就會降低水泵效率。且間隙增加到一定量,還會形成渦流,引起水泵振動。
3.2 葉輪與泵軸裝配間隙
多級給水泵的葉輪與泵軸裝配一般是間隙配合,其間隙值在0.00mm~0.04mm。這是由水泵軸及葉輪加工公差決定的。間隙過小或過盈一方面增加組裝難度,另外影響轉子部件熱膨脹,增加水泵轉子后天性晃度的產生引起轉子質量不平衡。間隙過大增加水泵轉子晃度,造成水泵轉子動平衡不穩定。葉輪內孔與軸的配合部位,由于長期使用和多次拆裝,其配合間隙將增大,此時可將配合的軸段或葉輪內孔用噴涂法修復。
3.3泵軸鍵及鍵槽間隙的調整
水泵葉輪與泵軸靠鍵傳遞轉動。鍵和泵軸鍵槽應該是過盈配合,緊力在0.00mm~0.03mm。鍵和葉輪鍵槽應是間隙配合,其值也在0.00mm~0.03mm。
3.4 轉子小裝
a)小裝的目的
轉子小裝也稱預裝或試裝,是決定組裝質量的關鍵。其目的為:測量并消除轉子緊態晃動,以避免內部摩擦,減少振動和改善軸封工況;調整葉輪之間的軸向距離,以保證各級葉輪的出口中心對準;確定調節套的尺寸。
b)轉子套裝件軸向膨脹間隙的確定
因為轉子套裝件與泵軸材質不一樣,另外,泵軸兩端均在泵體以外。所以在熱態下,泵軸與轉子套裝件膨脹不一樣,一般情況下,轉子套裝件膨脹量大于泵軸,所以在轉子組裝時要對轉子套裝件留有熱膨脹間隙。轉子的膨脹間隙的數值是根據轉子的長短及水溫確定的。一般在10個葉輪左右的轉子其膨脹間隙在1mm左右。膨脹間隙過大,則不能很好緊固轉子套裝件,膨脹間隙過小,則可能造成轉子熱態下的彎曲,造成動靜摩擦,損壞設備。
c)小裝前的檢查
檢查轉子上各部件尺寸,消除明顯超差。軸上套裝件晃度一般不應超過0.02mm。對軸上所有的套裝件,如葉輪、平衡盤、軸套等,應在專用工具上進行端面對軸中心線垂直度的檢查。如圖4a所示,假軸與套裝件保持0.00mm~0.04mm間隙配合,用手轉動套裝件,轉動一周后百分表的跳動值應在0.015mm以下,用同樣方法檢查另一端面的垂直度。也可不用假軸,將裝件放在平板上測量,如圖4b所示,這樣的測量法不能得出端面與軸中心線的垂直誤差,得出的是上下端面的平行誤差。
d)水泵轉子晃動度的測量
 做好上述準備工作后,將套裝件清掃干凈,并按從低壓側到高壓側的順序依次裝在軸上,擰緊軸套鎖母,留好膨脹間隙(對于熱套轉子,只裝首、末兩極葉輪,中間各級不裝)。然后分別測出各部位的晃動,如圖5所示。各處的晃動允許值見表1。
 
轉子小裝晃度符合要求后,應對各部件相對位置做好記號,葉輪要打好字頭,依次拆除,等待總裝。
4、水泵芯包組裝及總裝間隙的調整
4.1轉子總竄量的測量
在芯包組裝過程中要對每級葉輪進行總竄量測量以保證水泵軸向間隙,組裝過程中最大與最小竄量的偏差不能超過0.50mm,否則就得檢查原因并消除。水泵總竄量關系到葉輪出口中心線與導葉入口中心線的對中,直接影響水泵的效率及水泵的運行周期。水泵芯包組裝完畢穿入外殼體內,水泵進出口端安裝完畢并將拉緊螺栓全部擰緊后,還要作一次總竄量的測量,此時不裝軸承及軸封,也不裝平衡盤,而用專用套代替平衡盤套裝在軸上,并上好軸套螺母,在軸端裝一百分表,然后撥動轉子,轉子在前后終端位置的百分表讀數差即是水泵的總竄量。測出的竄量數值與分級竄量進行比較,如有出入要分析原因并消除。
4.2轉子軸向位置(半竄量)的調整
完成轉子總竄量的測量調整后,將平衡盤、調整套裝好并將鎖母緊固到小裝位置,架上百分表,前后撥動轉子,百分表讀數差即為轉子半竄量。轉子半竄量應為總竄量的一半,如半竄量與總竄量不符,應對調整套進行調整使之符合。
4.3工作竄量的調整
大型給水泵都裝有工作竄量調整裝置,有的給水泵用推力瓦進行調整,有的給水泵用推力軸承進行調整,測量方法與轉子測總半竄量方法一樣,在推力軸承(或推力瓦)工作面或非工作面進行加減墊即可對工作竄量進行調整。一般給水泵工作竄量取0.8mm~1.2mm。當泵啟動與停止而平衡盤尚未建立壓差時,葉輪的軸向推力由推力軸承的工作瓦塊承受。平衡盤一旦建立壓差,葉輪的軸向推力就完全由平衡盤平衡,而推力盤與工作瓦塊脫離接觸。要達到這樣的要求,將轉子推向進口側,使推力盤緊靠工作瓦塊,此時平衡盤與平衡座應有0.01mm的間隙(圖6)。若間隙過大或無間隙,可調整工作瓦塊背部的墊片,也可調整平衡盤在軸上的位置。推力軸承在運行時的油膜厚約為0.02mm~0.03mm,要使推力軸承在泵正常運行時不工作,平衡盤與平衡座在運行時的間隙應大于0.03mm~0.045mm,只有這樣推力盤才能處于工作瓦塊和非工作瓦塊不投入工作。如果推力軸承仍然處于工作狀態,則應重新調整平衡盤與平衡座的軸向間隙。
 
推力盤與非工作瓦塊的軸向間隙遠遠小于轉子葉輪背部間隙(即半竄量),當水泵因汽蝕或工況不穩而產生竄軸時,推力盤與非工作瓦塊先起作用,不致發生轉子與泵殼相摩擦的故障。
4.4水泵徑向間隙的調整
泵體裝完后,將兩端的端蓋、瓦架裝好,即可調整轉子與靜子的同心度(抬軸)。
對于轉子與靜子的同心度要求是:半抬等于總抬量的一半或者稍小一點(考慮轉子靜撓度),瓦口間隙兩側相等且四角均勻。
抬軸的測量:未裝軸瓦前,在兩端軸承架上各裝1只百分表,表的測桿中心線要垂直于軸中心線并接觸到軸頸上。用撬棍在軸的兩端同時平穩地將軸抬起,其在上下位置時百分表的讀數差,就是轉子的總抬量。
將轉子撬起,放入下瓦,此時百分表的讀數應為轉子半抬量,并且應該是總抬量的一半,否則就需進行調整。調整時如果軸承架下有調整螺栓,則只需松、緊螺栓即可。若無調整螺栓,則可調整軸瓦下面的墊片厚度。
對于轉子與靜子兩側的同心度,一般借助軸瓦兩側瓦口間隙是否均勻來認定。放入下瓦后用塞尺測量軸瓦4個瓦口間隙,調整均勻且瓦口單側間隙應為軸瓦頂部間隙的一半。
4.5 軸瓦及機械密封間隙的調整
軸瓦間隙緊力的調整參照解體過程所說的要求進行調整。機械密封的間隙調整原則是:機械密封靜環預緊力的壓縮量是總壓縮量的一半,調整方法是將水泵轉子推向水泵低壓側,調整機械密動環與泵軸密封圈的緊力,保證水泵高低壓側機械密封的預緊力。
5、其它間隙的調整
5.1聯軸器中心
給水泵聯軸器中心的調整是水泵檢修中的一個重要的間隙調整,中心調整不當直接危害是水泵的振動加大。聯軸器中心一般要求外園偏差小于0.05mm,兩對輪張口偏差小于0.04mm。如果是使用液力偶合器的水泵,則要按水泵說明書要求的數值進行調整。
5.2水泵滑銷系統間隙的調整
水泵滑銷系統包括導向水泵軸向方向膨脹的縱銷、導向水泵橫向方向膨脹的橫銷。水泵縱銷及橫銷與鍵槽的間隙要求,兩側間隙在0.05mm~0.08mm之間,頂部間隙不得小于0.10mm。水泵在縱向及橫向的熱膨脹都要通過水泵貓爪的滑動來實現,因此水泵貓爪的緊固螺栓應留有一定間隙.此間隙一般控制在0.03mm~0.05mm之間,貓爪間隙的調整靠調整貓爪隔離套來實現。
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