多級離心泵在實際使用中,由于設計的不合理和制造出現的誤差,在整機安裝完成后往往泵軸出現很大的竄量,這對泵機的正常使用和密封是非常不利的。尤其是在多級離心泵啟動過程中,竄量比較大。會造成殼體密封環的脫落、機械密封的磨損失效和平衡盤的磨損等故障。
多級離心泵的平衡盤在工作時自動改變平衡盤與平衡環之間的軸向間隙,從而改變平衡盤前后兩側的壓差,產生一個與軸向力方向相反的作用力來平衡軸向力。由于使用時轉子竄動的慣性作用和瞬態泵工況的波動,運轉的轉子不會靜止在某一軸向平衡位置。平衡盤始終處在左右竄動的狀態。平衡盤在正常工作中的軸向竄量只有0.05~0.1mm,但平衡盤在泵啟動、停車、工況劇變時的軸向竄量可能大大超過允許值。實際使用時,往往由于泵的軸向力平衡機構設計的不合理,軸向力沒有被平衡掉,從而造成竄量過大。在這種情況下運行,會加劇平衡盤與平衡環的摩擦磨損,致使轉子竄動量進一步加大。 轉子的撓度大,也會使平衡盤與平衡環接觸面之間受力不均勻,造成平衡效果不好,使轉子竄量加大。轉子的撓度過大還會造成泵體各零件間的摩擦。加之軸承精度不夠、聯軸器的同心度差的原因,會造成泵體劇烈振動。多級離心泵在這種情況下使用,會加劇平衡盤與平衡環的摩損,減少軸承、機械密封、殼體密封環、導葉密封環、葉輪的使用壽命。
機械密封在使用時,動、靜環兩端面之間要有一定的比壓力才能起到密封作用。這就要求機械密封的彈簧要有一定的壓縮量,給密封端面一個軸向的力,使機械密封兩端面在軸未旋轉時緊密貼合,在動環旋轉起來時密封端面產生密封所要求的比壓力。這就要求泵軸不能有太大的竄量,一般要保證在多級離心泵安裝完成后竄量值控制在0.25mm范圍以內。如果出現竄量過大就會造成機械密封的磨損和泄漏。泵經過長時間運行后,平衡盤與平衡環摩擦磨損,機械密封軸向竄量隨之也在不斷增加。由于軸向力的作用,吸入側的密封面的壓緊力增加,密封面磨損加劇,直至密封面損壞,失去密封作用。高壓側的機械密封,隨著平衡盤的磨損,轉子部件的軸向竄量大于密封要求的軸向竄量,密封面的比壓力減小,達不到密封要求的壓力,最終使泵兩側的機械密封全部失去密封作用。機械密封在使用過程中不能夠承受軸向力,若存在軸向力,對機械密封的影響是嚴重的。由于操作人員操作方法不正確以及泵進口 汽蝕性能不好、泵的轉速偏高等原因,會在泵的入口處發生汽蝕現象, 使液體中產生氣泡。汽蝕現象也會產生一定的軸向力,同時使端面間的液膜中含有氣泡,從而造成動、靜環的兩端面的干摩擦現象,使機械密封磨損失效。
泵軸的軸向竄量大對軸承的影響離心多級泵在設計時,一般采用在吸入側使用一個滑動圓柱滾子軸承,而在高壓側使用兩只背靠背推力滾珠軸承。如果多級泵頻繁啟動和停車或因軸向力過大,會造成泵軸竄量過大。軸承的滾動體與內外圈之間的潤滑油膜也將受到 破壞,在軸承內部出現干磨擦現象。 使潤滑油脂受熱汽化或炭化結焦,最終使得軸承在高溫下燒損。在這種情況下使用,有時甚至出現軸承與軸燒結在一起,致使機泵部分零部件嚴重損壞的現象。
制造誤差及安裝誤差與原始竄量的關系實際使用時,往往由于多級離心泵的軸向力平衡機構及其它零部件的機械加工精度不夠,造成離心泵的原始竄量(原始竄量是:泵體未安裝密封軸套時,泵軸的軸向竄動量)很大。 例如:平衡盤及平衡環接觸面及泵體密封面的加工精度不夠等。如何有效的降低因設計不合理、機械加工精度不夠、安裝誤差造成的泵軸原始竄量過大,使轉子竄動量達到要求的范圍內,是工程技術人員及檢修鉗工必須熟練掌握的必要知識。
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