經(jīng)驗分享|旋殼泵軸承損壞原因分析及處理
旋殼泵,又稱旋轉(zhuǎn)噴射泵、皮托管泵,是一種結(jié)構(gòu)和工作原理都很獨特的小流量高壓泵,屬極低比轉(zhuǎn)數(shù)泵。旋殼泵的主要特點有:適合于小流量、高揚程輸送;結(jié)構(gòu)簡單體積小,維修量小,使用壽命長;密封可靠性強;適應(yīng)性強,在石油、化工、冶金以及造紙等行業(yè)均有廣泛應(yīng)用。加氫精制旋殼泵型號HXK400-S1。其性能參數(shù)見表1。加氫精制裝置除鹽水泵定位軸承型號FAG 7313-B-XL-TVP-UA。運行時測量軸承溫度72℃,泵體振動7.2mm/s,并伴有異響。軸承累計運行9768h。拆解檢查發(fā)現(xiàn)軸承的保持架以碳化變形(保持架尼龍材質(zhì)),軸承滾珠非均勻分布。軸承內(nèi)套與軸承外套表面有高溫摩擦印跡,如圖1。根據(jù)旋殼泵結(jié)構(gòu)特點,造成軸承損壞的原因可能有以下幾點:1.測量計算法檢測軸承外徑與軸承箱內(nèi)徑配合公差;檢測方法:使用內(nèi)徑量表和外徑千分尺分別測量軸承箱內(nèi)徑和軸承外徑幾何尺寸。定位軸承7313側(cè)軸承箱內(nèi)徑尺寸:D1=140.07mm定位側(cè)軸承箱內(nèi)徑與軸承外徑配合間隙:支撐軸承6217軸承箱內(nèi)徑尺寸D2=150.01mm定位側(cè)軸承箱內(nèi)徑與軸承外徑配合間隙:滾動軸承外徑與軸承箱內(nèi)徑配合公差Js7/h6。標準值:-0.0125~+0.0375mm。由此定位軸承側(cè)軸承箱內(nèi)徑尺寸超差0.07-0.035=0.035mm。2.軸承箱前后軸承里孔同心度檢測。檢測方法:借助鏜床檢測軸承箱前后里孔同軸度;打百分表測得支持軸承里孔與定位軸承里孔同軸度偏差0.18mm,如圖2。檢測方法:自制軸承游隙檢測工裝。軸頭位置打百分表。抬軸法測定軸承定位后軸承游隙0.03 mm,如圖3。根據(jù)旋噴泵結(jié)構(gòu)可以分析得出,其軸向力主要由以下兩部分組成:A.轉(zhuǎn)子腔內(nèi)產(chǎn)生軸向力P腔P1—集流管A—A斷面區(qū)域壓力平均值(Pa)現(xiàn)分析P腔、P進,由于轉(zhuǎn)子腔隨主軸高速旋轉(zhuǎn),其中心位置液體壓力很低,即P1很小,且d管不大,因此可以判定P腔很小。再來分析P進,由于葉輪進口處壓力P2不大,實際值0.1Mpa。加之(D2-d管2)/4值不大(旋殼泵屬于小流量泵,D較?。?所以P進也不會大。通過以上分析得出,旋殼泵軸向力較小,對軸承運行狀態(tài)影響很小。故障發(fā)生時觀察軸承箱油位在軸承箱1/2~2/3之間,屬于正常工作油位。潤滑油油質(zhì)清澈無機雜和乳化現(xiàn)象。非潤滑不良導(dǎo)致軸承損壞。通過以上檢測發(fā)現(xiàn)軸承箱存在兩點問題。問題1:軸承外徑與軸承箱內(nèi)徑配合超差;問題2:軸承箱里孔同軸度偏差。承外徑與軸承箱內(nèi)徑配合超差,造成軸承與軸承箱配合間隙增大,軸承外套與軸承箱內(nèi)壁發(fā)生滑動,增大機泵振動。軸承箱里孔同軸度偏差,使前后軸承不同心,軸承運行時受額外摩擦力,造成軸承溫度高。這些問題最終導(dǎo)致軸承損壞。第一步,修正軸承箱里孔。借助鏜床對軸承箱前后里孔進行擴孔。修正后保證:1.軸承箱前后里孔圓柱度不大于0.01mm;2.軸承箱前后里孔同軸度“零對零”。擴孔后定位軸承側(cè)里孔值D1'=140.26mm,支撐軸承側(cè)里孔D2'=150.15mm,如圖4。第二步,對擴孔后的軸承箱前后里孔刷鍍修復(fù)。軸承箱里孔尺寸需滿足軸承外套與軸承箱里 孔配合公差Js7/h6。修復(fù)后軸承箱里孔與軸承外套配合預(yù)留配合值0.01mm。刷鍍后推力軸承側(cè)里孔值D1'=140.01mm。支撐軸承側(cè)里孔D2'=150.01mm。如圖5。第三步,轉(zhuǎn)子回裝前做動平衡檢測。平衡精度等級G2.5,修正后不平衡量32.3g?mm。檢修后機泵振動值下降到2.1mm/s,軸承運行溫度42℃。機泵性能參數(shù)正常。檢修取得良好效果。本文對可能造成機泵軸承損壞的原因進行分析,找出引起本次軸承損壞的根本原因。針對軸 承箱存在的兩點故障問題,采用先機加工保證軸承箱里孔同軸度前提下,再刷鍍恢復(fù)軸承與軸承箱配合公差的修復(fù)方法。使機泵檢修取得良好效果。為今后軸承故障問題的分析與處理積累寶貴經(jīng)驗。