学习教育水泵的基础知识

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泵是应用非常广泛的通用机械,可以说凡是液体流动之处,几乎都有泵在工作。而且随着科学技术的发展,泵的应用领域正在迅速扩大。

第一节水泵用途及分类

一、泵的定义和用途

泵是一种抽送能量液体的机械。就是把原动机的机械能转换为所抽送液体位能的机器。它在动力机械的带动下,能把液体从低处抽送到高处或远处,为生产服务。

泵能抽送水、油、酸碱溶液、液态金属、纸浆、泥浆等。用于抽水的泵叫水泵,又叫抽水机。

水泵用于农业灌溉和排涝,提高了农业抗御自然灾害的能力,可增产、保收、并为农业实现机械化、水利化提供了物质条件。

二、泵的分类及型号

泵的种类很多,以转换能量的方式来分,通常分为有转子泵和无转子泵两种。前一类是靠高速旋转或往复运动的转子把动力机的机械能量转变为提升或压送流体的能量,如叶片泵、容积泵、漩涡泵;后一类则是靠工作流体把工作能量转换为提升或压送流体的能量,如水锤泵、射流泵、内燃泵、空气扬水机等。但在农业排灌、排涝工作中,用的最多的还是叶片泵。

常用水泵基本类型如下:

三、水泵型号表示方法

二黄灌区为我国大中型泵站,目前用到的水泵有:IS型单级离心泵、S(SH)型单级双吸离心泵、LW型立式蜗壳离心泵、ZLB型立式轴流泵几种型号。真空泵主要以SZ-1、2型为主。

1.单级单吸离心泵

2.单级双吸中开离心清水泵

3.立式离心泵

4.立式轴流泵

5.真空泵

第二节水泵基本工作原理

一、离心泵

(一)离心泵的工作原理

离心泵的种类很多,但工作原理相同,构造大同小异。其主要工作部件是旋转叶轮和固定的泵壳(图1-1)。叶轮是离心泵直接对液体做功的部件,其上有若干后弯叶片,一般为4~8片。离心泵工作时,叶轮由电机驱动作高速旋转运动(~r/min),迫使叶片间的液体也随之作旋转运动。同时因离心力的作用,使液体由叶轮中心向外缘作径向运动。液体在流经叶轮的运动过程获得能量,并以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳内,由于流道的逐渐扩大而减速,又将部分动能转化为静压能,达到较高的压强,最后沿切向流入压出管道。

在液体受迫由叶轮中心流向外缘的同时,在叶轮中心处形成真空。泵的吸入管路一端与叶轮中心处相通,另一端则浸没在输送的液体内,在液面压力(常为大气压)与泵内压力(负压)的压差作用下,液体经吸入管路进入泵内,只要叶轮的转动不停,离心泵便不断地吸入和排出液体。由此可见离心泵主要是依靠高速旋转的叶轮所产生的离心力来输送液体,故名离心泵。

离心泵若在起动前未充满液体,则泵内存在空气,由于空气密度很小,所产生的离心力也很小。吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内,虽起动离心泵,但不能输送液体,此现象称为“气缚”。所以离心泵起动前必须向壳体内灌满液体,在吸入管底部安装带滤网的底阀。底阀为止逆阀,防止起动前灌入的液体从泵内漏失。滤网防止固体物质进入泵内。靠近泵出口处的压出管道上装有调节阀,供调节流量时使用。

(二)离心泵的构造

离心泵的种类很多,我们灌区常用的有单级单吸离心泵、单级双吸离心泵、立式单级离心泵、立式多级离心泵三种。

1.单级单吸离心泵

1、泵体2、叶轮3、泵盖4、机械密封5、悬架部件6、泵轴

IS型卧式离心泵主要由泵体、泵盖、叶轮、轴、密封环、轴套及悬架轴承不见等组成。IS型的泵体和泵盖部分,是从叶轮背面处剖分的,即通常所说的后开门结构形式。其优点是检修方便,检修时不动泵体,吸入管路,排出管路和电动机,只需拆下加长联轴器的中间联接件,即可退出转子部分进行检修。

泵的壳体(即泵体和泵盖)构成泵的工作室。叶轮、轴和滚动轴承等为泵的转子。悬架轴承部件支撑着泵的转子部分,滚动轴承受泵的径向力和轴向力。为了平衡泵的轴向力,大多数泵的叶轮前、后均设有密封环,并在叶轮后盖板上设有平衡孔,由于有些泵轴向力不大,叶轮背面未设密封环和平衡孔。

泵的轴向密封环是由填料压盖,填环和填料等组成,以防止进气或大量漏水。泵的叶轮如有平衡,则装有软填料的空腔与叶轮吸入口相通,如叶轮入口处液体处于真空状态,则很容易沿着轴套表面进气,故在填料腔内装有填料环通过泵盖上的小孔,将泵室内压力水引至填料环进行密封。泵的叶轮如没有平衡孔,由于叶轮背面液体压力大于大气压,因而不存在漏气问题,故可不装填料环。为避免轴磨损,在轴通过填料腔的部位装有轴套保护。轴套与轴之间装有O型密封圈,以防止沿着配合表面进气或漏水。

泵的传动方式是通过加长弹性联轴器与电动机联接的,泵的旋转方向,从驱动端看,为顺时针方向旋转。

2.单级双吸离心泵

1、泵体2、泵盖3、叶轮4、轴5、双吸密封环6、轴套7、联轴轴器8、轴承体9、密封部件

S、SH型单级双吸泵的吸入口与吐出口均在水泵轴心线下方,水平方向与轴线成垂直位置、泵壳中开,检修时无需拆卸进水,排出管路及电动机(或其他原动机)从联轴器向泵的方向看去,水泵均为逆吋针方向旋转。如根据用户特殊订货需要也可改为顺吋针旋转。

S、SH型单级双吸泵的主要零件有:泵体、泵盖、叶轮、轴、双吸密封环、轴套、轴承等。除轴的材料为优质碳素钢外,其余多为铸铁制成。

泵体与泵盖构成叶轮的工作室,在进、出水法兰上制有安装真空表和压力表的管螺孔,进出水法兰的下部制有放水的管螺孔。

叶轮经过静平衡校验,用轴套和两侧的轴套螺母固定,其轴向位置可以通过轴套螺母进行调整,叶轮的轴向力利用其叶片的对称布置达到平衡,可能还有一些剩余轴向力则用轴端的轴承承受。

S型泵对于轴承处轴径小于60mm的用滚动轴承支承,称为甲式SH型泵;轴承处大于70mm的用巴氏合金滑动轴承支承,称之为乙式SH型泵。现在有很多大于70mm的泵也采用滚动轴承。甲式泵由两个单列向心球轴承支承,轴承装在泵体两端的轴承体内,用黄油润滑,双吸密封环用以减少水泵压水室的水漏回吸水室。

水泵通过联轴器由电动机直接传动。

轴封为软填料密封,为了冷却润滑密封腔和防止空气漏入泵内,在填料之间有水封环,水泵工作时小量高压水通过水封管流入填料腔起水封作用。

二、轴流泵

(一)轴流泵的基本工作原理

轴流泵与离心泵的工作原理不同,它主要是利用叶轮的高速旋转所产生的推力提水。轴流泵的叶片一般浸没在被吸水源的水池中。由于叶轮高速旋转,在叶片产生的升力作用下,连续不断地将水向上推压,使水沿出水管流出。叶轮不断地旋转,水也就被连续压送到高处。

轴流泵的工作是以空气动力学中机翼的升力理论为基础的。当流体绕过翼型时,在翼型的首端点处分离成为两股流,它们分别经过翼型的上表面和下表面,然后同时在翼型的尾端汇合,由于沿翼型下表面的路程比上表面路程长一些,流体沿翼型下表面的流速要比沿翼型上表面流速大,相应地,翼型下表面的压力将小于上表面,流体对翼型有一个向下的作用力,同样,翼型对于流体也将产生一个反作用力,与此作用力相等,方向相反,作用在流体上,在此力作用下,水就被压升到一定的高度上去。

具有翼型断面的叶片,在水中作高速旋转时,水流相对于叶片就产生了急速的绕流,如上所述,叶片对水将施以力P,在此力作用下,水就被压升到一定的高度上去。

(二)轴流泵的基本构造

轴流泵根据泵轴安装位置可分为立式、斜式和卧式三种。它们之间仅泵体形式不同,内部结构基本相同。我国生产较多的是立式轴流泵。

立式轴流泵的内部结构。立式轴流泵的构造主要有:喇叭管、叶轮、导叶体、出水弯管、泵轴、轴承、填料函、传动轴等。泵体形状呈圆筒形,叶轮固定在泵轴上,泵轴在泵体内由两个轴承支承,泵轴借顶部联轴器与电动机传动轴相连接。

1.进水喇叭

进水喇叭为一流线型呈喇叭状的进水管,其作用是使水流以最小损失均匀平顺地引向叶轮,多用铸铁制成。常用于中小型轴流泵上。大型轴流泵则以钟形底座连接进水流道与泵体,其下半埋入混凝土中。

2.叶轮

叶轮是轴流泵的主要工作部件,通常由叶片、轮毂体和导水锥组成,全调节泵还有叶片调节传动机构。轴流泵的叶片一般2~6片,多数为4片,呈扭曲形状,断面似机翼。根据叶片在叶轮上能否调节安装角度,又将其分为固定式、半调节式和全调节式三种。叶片用优质铸铁铸造,大型泵则为铸钢件。特殊使用可用铜铸。

3.导叶体

导叶体位于叶轮上方,他的主要作用是把从叶轮中流出的水流旋转运动转变为轴向运动,在圆锥形导叶体中能使流速逐渐减小。这样一方面可以减少水头损失,另一方可以把一部分水流的动能转变为压力能。

4.泵轴

泵轴是用优质碳素钢锻成,用以传递扭矩。大型轴流泵泵轴多制成空心的,一是减轻重量,二是用油压调节叶片角度时,中装内油管。轴的下端与轮毂体连接,上端与电动机用联轴器连接。在泵轴与导轴承接触的轴颈处,一般都包有一层不锈钢或喷镀不锈钢,以提高光洁度及耐磨、耐腐蚀性。

5.导轴承

轴流泵中导轴承的作用是引导机组的转动部件准确地绕轴线转动,承受转动部件的径向力。因为轴流泵的叶轮位于泵轴的悬臂端,工作时易产生振动,所以导轴承应有足够的刚性,位置应尽可能地靠近叶轮,以减少叶轮悬臂端的长度。

导轴承按其润滑方式可分为水润滑轴承和油润滑轴承。其中水润滑轴承根据轴的材料不同,又分橡胶轴承、桦木轴承和尼龙轴承等。而最常用的则是橡胶轴承。油润滑轴承,根据油的形态不同,又分干油润滑轴承和稀油润滑轴承。

中小型轴流泵,大多采用水润滑橡胶导轴泵,上、下各一只,内表面开有轴向槽,使水能进入轴向槽进行润滑和冷却。下导轴承装于导叶体内,一般在进水池最低水位以下;上导轴承一般装在泵轴穿过出水弯管的上部,常高于进水池水位。所以,在上导轴承旁边装一根短管,起动前灌清水润滑,以免干转时将橡胶轴承烧坏,待泵起动出水后,即可停止供水。

6.填料函

在轴流泵出水弯管(或出水流道)的轴孔处,为了防止压力水大量漏出,采用填料密封。由填料函、填料盒、填料压盖、填料等组成。为便于安装和检修,大多做成两半的。

三、混流泵

(一)混流泵的工作原理

混流泵是介于离心泵和轴流泵之间的一种泵,其工作原理是既利用离心力作用又利用推力使水上升而达到提水目的。

(二)混流泵的构造

混流泵以其导流结构不同可分为蜗壳式混流泵和导叶式混流泵两种。蜗壳式混流泵大都为卧式泵(也有立式的),如HB型和丰产型,其结构类似单级单吸悬臂式离心泵;导叶式混流泵一般为立式(也有卧式的),如HL型和LN型,在结构上类似轴流泵。

它由泵体、泵盖、叶轮、泵轴、轴承体和密封装置组成。按泵轴的安装方式分卧式和立式两种。立式结构较复杂(如图1-4);卧式结构的外形与单级单吸悬臂式离心泵相似(如图1-5,但叶型不同,其形状较离心泵叶轮扭曲。

这种泵的叶轮是用铸铁制成的,由前盖板、后盖板、轮毂和叶轮组成。泵体和泵盖都是铸铁体,用双头螺栓连接。泵盖、叶轮、泵体组成了水泵的过水流道。叶轮用键、外舌止退垫圈,叶轮螺母固定在轴上。联轴器(或皮带轮)用键、圆螺母固定在轴的另一端。在泵体上没有密封装置,防止水从泵轴穿过的地方流出。轴承体用双头螺栓固定在泵体上,内装三个滚动轴承,靠近联轴器(或皮带轮)处要装两个。

四、真空泵

(一)水环式真空泵工作原理

真空是指在给定的空间内,低于标准大气压的气体状态。

利用机械、物理、化学或物理化学的方法对容器进行抽气,以获得真空的机器或器械,都叫做真空泵。

真空泵种类很多,一般可分为容积真空泵、射流真空泵、和其它类型真空泵三大类,其中以容积真空泵应用最广。

水环真空泵(简称水环泵)是一种粗真空泵,它所能获得的极限真空为~Pa,串联大气喷射器可达~Pa。水环泵也可用作压缩机,称为水环式压缩机,是属于低压的压缩机,其压力范围为1~2×Pa表压力。

水环泵最初用作自吸水泵,而后逐渐用于石油、化工、机械、矿山、轻工、医药及食品等许多工业部门。在工业生产的许多工艺过程中,如真空过滤、真空引水、真空送料、真空蒸发、真空浓缩、真空回潮和真空脱气等,水环泵得到广泛的应用。由于真空应用技术的飞跃发展,水环泵在粗真空获得方面一直被人们所重视。由于水环泵中气体压缩是等温的,故可抽除易燃、易爆的气体,此外还可抽除含尘、含水的气体,因此,水环泵应用日益增多。

水环式真空泵工作原理如图1-6。在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中指示的方向顺时针旋转时,水被叶轮抛向四周。由于离心力的作用,水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的上部内表面恰好与叶轮轮毂相切,水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触(实际上叶片在水环内有一定的插入深度)。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间,而这一空间又被叶轮分成叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的上部0°为起点,那么叶轮在旋转前°时小腔的容积由小变大,且与端面上的吸气口相通,此时气体被吸入,当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝;当叶轮继续旋转时,小腔由大变小,使气体被压缩;当小腔与排气口相通时,气体便被排出泵外。

总之,水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的,因此它属于容积式真空泵。

第三节泵的基本参数

一、泵的基本参数

表征泵主要性能的参数有以下几个:

1.流量Q

流量是泵在单位时间内输送出去的液体量(体积或质量)。

流量用Q表示,单位是:m3/s,m3/h,L/s。

2.扬程H

扬程又叫“水头”。扬程是泵所抽送的单位重量液体从泵进口处到出口处能量的增值。通常用H表示,单位为m。

泵的扬程表征泵本身的性能,只和泵进出口法兰处的液体的能量有关,而和泵装置无直接关系。但是,利用能量方程,可以用泵装置中液体的能量表示泵的扬程。

一般情况下,卧式离心泵的扬程是以泵轴中心线为界,轴线一侧是吸水管,把水吸上来,轴线另一侧通过出水管把水压出去。水泵把水吸上来的高度,叫吸水扬程,简称吸程,用符号H吸表示;水泵能把水压出去的高度,叫做压水扬程,或称出扬程,用符号H出表示。所以水泵扬程是吸水扬程和出水扬程之和。

即H=H吸+H出

3.转速n

转速是泵轴单位时间的转速,用符号n表示,单位是r/min。一般来说,口径小的泵转速高,口径大的泵转速低。

4.功率

泵的功率Pa通常指输入功率,即原动机传到泵轴上的功率,故又称轴功率,用Pa表示。

泵的轴功率Pa应通过测定转速和扭转力矩得出,或由测量与泵直接连接的已知效率η的电动机(原动机)的输入功率Pa来确定。已知电动机效率ηmot泵的轴功率Pa为:

Pu=PaXη

泵的有效功率又称输出功率,用Pu表示。它是单位时间内从泵中输送出去的液体在泵中获得的有效能量。

因为扬程是泵输出的单位重量液体从泵中获得的有效能量,所以扬程和质量流量及重力加速度的积,就是单位时间内从泵中输出液体所获得的有效能量----泵的有效功率。

Pu=γQH/=ρgQH

式中若液体重度的单位为Kgf/m3,则Pu=γQH/

5.效率

效率是标志水泵传递功率的有效程度,它是水泵有效功率与轴功率的比值。效率是水泵的一项重要技术经济指标。用符号η表示。

因为水泵存在着机械、容积、水力等各种损失,所以水泵的有效功率总是比轴功率小。因此,泵内损失功率越小,泵的效率就越高,相反,泵内损失功率越大,泵的效率就越低。计算功式为η=Pu/Pa

二、泵的特性曲线

泵内运动参数之间存在一定的联系。由叶轮内液体的速度三角形可知,对既定的泵在一定转速下,扬程随着流量的增加而减小。因此,运动参数的外部表示形式——性能参数,其间也必然存在着相应的联系。如果用曲线的形式表示泵性能参数的之间的关系,称为泵的性能曲线(也叫特性曲线)。通常用横坐标表示流量Q,纵坐标扬程H、效率η、轴功率P、汽蚀余量NPSH(净正吸头)等。如图1-7是泵性能曲线之示例。

图1-7泵特性曲线

如果流量、扬程、轴功率、效率分别用对应最高效率点值的百分比表示,所画出的曲线称为无因次特性曲线。无因次特性曲线的形状和有因次特性曲线的形状相同。

泵特性曲线全面、综合、直观地表示了泵的性能,因而有多方面的用途。用户可以根据特性曲线选择要求的泵,确定泵的安装高度,掌握泵的运转情况。制造厂在泵制造完了以后,通过试验作出特性曲线,并根据特性曲线开关的变化,分析泵几何参数对泵性能的影响,以便设计制造出符合性能的泵。

鉴于泵内流动的复杂性,准确的泵性能曲线只能通过试验作出。但是,根据泵的理论可以对泵性能曲线作定性分析,以便了解特性曲线的形状和影响特性曲线的因素。

三、泵的相似理论

1、换算改变转速时泵的特性曲线

设泵的相应尺寸相等(或对同一台泵),

Q1/Q2=n1/n2

H1/H2=(n1/n2)2

P1/P2=(n1/n2)3

上式中的下标1表示转速为n1时的参数,2表示转速为n2时的参数。

上式称为比例定律,表示泵转速改变时性能参数之间的关系。在进行泵试验时,通常用异步电动机作为原动机,转速随负荷而变化。试验完了之后必需把各试验转速下的性能换算为额定转速下的值。这种换算就是按比例定律进行的。

第四节水泵气蚀

气蚀又称空蚀,是水力机械中的异常现象。水泵运行中出现气蚀时,可使水泵性能恶化直至断流,或使叶片等过流部件产生蜂窝麻面。因而,气蚀问题,对泵站的设计和水泵的选型起着很重要的作用。水泵安装高程确定后,除受地形等因素影响外,主要取决于水泵的气蚀性能。

一、气蚀

气蚀,是由于水的气化而引起的剥蚀作用。所谓气化,就是液体由液态转为气态的一种物理现象。平常所说的水开了,就是在一个大气压力作用下,把水加热到℃所出现的水分子转化为气体的液体气化现象。另一方面,在水温低于℃时,只要将水面上的压力降低到0.24个大气压,水也可以气化而沸腾。

水和汽可以相互转化,而温度和压力是造成它们转化的条件。如果水温保持不变,逐渐降低液面上的绝对压力,当该压力降低到某一数值时,水同样会发生汽化,这个压力值称为水在该温度条件下的汽化压力。如果在流动过程中,某一局部区域的压力等于或低于水温对应的汽化压力,水就会在该区域发生汽化。

汽化发生后,大量的蒸汽和溶解在水中的逸出气体,形成许多蒸汽和气体混合的小气泡,当汽泡随水流从低压区流向高压区时,汽泡在周围高压的作用下,发生破裂并迅速凝结,在汽泡破裂的瞬间,产生局部空穴,高压水以很高的速度流向这些原来被汽泡所占据的空间,从而形成强力碰撞和高频振荡,如果这种现象持续,流道材料表面就在水击压力的反复作用下,形成疲劳遭到破坏,从开始的点蚀到严重的蜂窝状空洞,最后甚至把材料避免蚀穿。

这种由于汽化产生气泡,汽泡进入高压区破裂,引发周围液体高频碰撞而导致材料受到破坏的全过程称为汽蚀。

二、气蚀对水泵的危害

1.造成过流部件剥蚀破坏

通常离心泵受汽蚀破坏的部位,先是在叶片入口附近,继而延至叶轮出口。引起泵的过流部件,特别是叶轮的背后产生斑点和沟槽,时间一长,就会使过流部件受到破坏,严重时造成叶片或叶轮前后盖板穿孔,甚至叶轮破裂,造成严重事故。因而汽蚀严重影响到泵的安全运行和使用寿命。

2.产生振动和噪声

汽蚀发生时还会出现振动和噪声,气泡破裂和高速冲击会引起严重的噪声,汽蚀过程本身是一种反复凝结冲击的过程,伴随有很大的脉动力,如果脉动力的频率与设备的自然频率接近,就会引起强烈的振动,如果汽蚀造成泵转动部件材料破坏,必然影响转子的静平衡和动平衡,导致严重的机械振动。机组的振动不仅会影响可拆零件的连接,影响泵的密封,而且还会造成材料疲劳破环等等,从而降低了离心泵正常运行的安全可靠性。

3.性能下降

汽化发生严重时,大量汽泡的存在会堵塞流道的截面,减少流体从叶轮获得的能量,导致扬程下降,效率降低,泵的性能曲线有明显的变化。

三、解决气蚀的措施

为防止发生气蚀,最主要的就是不使叶轮进口处的压力过多降低。主要措施有:

1.降低水泵安装高度;

2.不要让水泵在超过额定转速的情况下运行;

3.被抽液体温度不要过高;

4.尽量使水泵在额定流量下运行,以避免液体脱离叶片壁;

5.尽量减小吸水管内损失。如增大管径、缩短管长,减少闸阀等;

6.叶轮设计尽力完善。

第五节水泵机组同心度调整

水泵机组检修过程中,如果水泵机组同心度超过规定值,就会造成机组不同心,振动值超标,加大轴承所承受的额外力矩,影响水泵机组的正常运行,严重的会缩短泵和电机的使用寿命,甚至会造成设备的损坏,影响生产正常进行。尤其是重负荷、高转速的水泵机组,对机泵不同心度调整方式、方法的要尤为严格。

一、卧式水泵机组同心度调整

(一)机组不同心度调整的基本原理

机组不同心度调整的基本原理:首先要测定其不同心度,测量出电动机与泵两轴心的相对位移和偏移量,再根据设备所允许的安装误差进行不同心度的调整。在操作时,只需调整两个半联轴器的轴心线成为一条直线即可。而要实现以上要求必须同时满足以下两个条件:

1.使两半联轴器的两个外圆同心(即径向间隙);

2.使两半联轴器的两个端面平行(即机泵的两轴心线平行、轴向间隙)。

(二)机组不同心度调整的基本方法

机泵不同心度的调整方法很多,但多数比较麻烦,迄今为止,生产中还没有成型的调整方法,但是无论什么方法调整,它们的原理及分析方法是一致的。生产中根据测量工具不同,或者是根据卧式机组大小不同,可分为塞尺法或者百分表法,或者用两种方法结合来测量调整。还有一种方法就是钢板尺法(一般用于小型卧式机组)。

1.基准确定。实际生产中,水泵精平后,一般是固定不动的,因此在同心调整时基准确定为水泵,然后通过调整电机轴心线,来满足机组不同心度的调整。

2.塞尺法测量

这种方法简单、直观、方便,主要用于转速低、负荷小(一般r≤转/min,P≤kw),机组不同心度要求不高,或者百分表法前的粗调法。

3.百分表法测量

百分表法测量机组不同心度比较麻烦,但精度高、效果好。主要用于高转速,大负荷机组不同心度的调整。

(三)机组同心测量调整

1.粗调机组同心度

首先确定测量基准,清洁联轴器表面,仔细检查联轴器的表面应无异常现象(如缺口、表面污垢过厚),对长期停运的泵应盘动数圈以消除静止带来的误差。用角尺(板尺)对机泵联轴器上、下、左、右四点初步测量,计算出轴向和径向偏移量,然后根据偏移量对电机进行初步调整。

2.精调机组同心度

2.1固定百分表

百分表应完好,指针应回零,测量杆灵活好用,测量头应灵活无松动。百分表座吸力应符合要求。

将百分表座固定在水泵联轴器上,百分表及表架子固定好。将百分表测量杆垂直接触电机联轴器的圆表面边沿处(径向),电机联轴器的端面边缘处(轴向)。

注意:测量径向间隙时测量杆应垂直于泵端联轴器轴线,测量轴向间隙时测量表杆应平行于泵端联轴器轴线。

2.2检查百分表

将百分表的小指针调到2-3mm处,调零位,轻拉测杆检查百分表是否回零,表针不回零应查明原因并整改。然后按旋转方向盘泵,盘泵一周回到初始位置,表针应归零。若不归零,说明表架松动,应查明原因并重新固定,再校核。

2.3数值测量

如图1-10,联轴器按0°、90°、°、°分为四个测点,按照机组旋转方向转动联轴器,数圈后,依次记录四个测点数值。

2.4计算不同心度偏差值及调整

调整不同心度的总体思路如下:先调整联轴器的轴向误差。首先消除上下张口,暂时不考虑左右张口,一直调整到两轴的轴心线平行为止。然后再根据径向误差值,把电动机的四脚整体垫高h1,最后根据h3调整左右张口。

联轴器所连接的两轴由于安装等误差,往往不能保证对中,存在着某种程度的偏差。机泵联轴器的偏差分为径向偏差(△y)、轴向偏差(上、下张口差△x)和综合偏差(△y和△x)3种。

(1)测量径向偏差和轴向偏差。用专用扳手顺着泵的旋转方向转动联轴器90°,记录前部(B)的径向偏差表和轴向偏差表读数,再转动90°,记录下部(C)的径向偏差表和轴向偏差表读数,再转动90°,记录后部(D)的径向偏差表和轴向偏差表读数,再转动90°,回到起始位置(A),看两表是否归零。那么径向偏差和轴向偏差如下:

说明:百分表以零刻度为界,表针顺时针旋转时,表明测量杆被压人,读数取正;反之,表针逆时针旋转时,表明测量杆被伸出,读数取负。如一组数据如表1-1。

表1-1联轴器测量记录

方位

偏差值

径向(a)

轴向(b)

上下偏差值

0

上开口

0

-0.44

°

0.32

下开口

左右偏差值

90°

-0.16

左开口

0.26

-0.22

°

0.24

右开口

备注

上下径向偏差:C-A=0.32-0=0.32(mm)(电动机联轴器相对下移)

前后径向偏差:D-B=(-0.16)-0.24=-0.40(mm)(电动机联轴器相对前移)

上下轴向偏差:C-A=(-0.44)-0=-0.44(mm)(机泵联轴器上部张口)

前后轴向偏差:D-B=(-0.22)-0.26=-0.46(mm)(机泵联轴器前部张口)

(2)调整联轴器的前后偏差。松开电动机地脚螺栓,用撬杠前后平移电动机前后径向偏差量,然后前后撬动电动机1/2前后轴向偏差量。

(3)调整联轴器的上下偏差(如图1-11实际示意图)。首先在电动机的前支座和后支座同时加垫

△y=C-A=0.32(mm)(上下径向偏差量)厚的垫片,使电动机向上平移,消除联轴器的上下径向偏差,如图1-11所示。

图1-11实际示意图

图1-12简图

其简图中,由于三角形△fgh,△dbc和△eac是相似三角形,它们的对应边成比例,所以调整电动机的上下轴向偏差(张口差)时,电动机的前后支座需要加垫的垫片厚度bd和ae用下式计算。

电动机前前支座需要加垫的垫片厚度:

db=L1*△x/D

电动机后支座需要加垫的垫片厚度:

ae=L2*△x/D

式中L1——电动机的前支座与机泵联轴器连接端面之间的距离(可以用尺测量),mm;

L2——电动机的后支座与机泵联轴器连接端面之间的距离(可以用尺测量),mm;D——电动机联轴器外圆的最大直径(可以用尺测量),mm;

△x=C-A——上下轴向偏差(C—A已经用百分表测得),mm。

电动机的前后支座分别加垫bd和ae厚度的垫片后,拧紧电动机的地脚螺栓。如此反复,直到达到测定数据。

二、立式水泵机组同心度调整

我局立式机组以一、二、三级站为主,其中一级站安装为ZLB轴流水泵,二、三级站安装有0LW立式离心泵。下面以LW水泵调整为主。

1、测量调整水泵调节盘水平

(1)如叶轮放置在下护板上,调节盘应处于水平位置,调节盘水平度要求为0.05mm/m。如不水平,可用盘车螺母托起靠背轮,使水泵叶轮脱离前护板,在下导轴颈处用小千斤顶在轴颈四周顶泵轴,反复调节以达到水平要求。

(2)上、下护板间隙调整。上护板间隙应大于下护板间隙1.5-2.5mm。测量调整水泵叶轮与前护板间隙

调整方法:通过调节盘和盘车螺栓来调整。

2、水泵泵轴(转子)居中

如图1-13所示,用内径千分尺测量

水泵泵轴,以保证橡皮瓦等装配工序。

3、电机定转子居中(原为定、转子空气间隙调整)

如图1-14所示,在上导室油盆法兰面4个(或8个)方向上测量电机气隙值,要求X1=X2=Y1=Y2,其误差不应超过0.05mm。偏移过大,可用千斤顶推力头移动转子,以达到上述要求。

4、电机磁中调整。

(1)磁中要求:转子磁中低于定子磁中0-1.5mm。

技术标准:镜板下平面至推力瓦支座上平面距离不大于85mm。

(2)通过推力瓦下部的抗重螺栓予以调整。

特别需要注意的是:镜板标准厚度为55mm,当镜板表面磨损加工完成后,在调整时,应将标准厚度与实际厚度之差,加上镜板下平面至推力瓦支座上平面距离不大于(85mm+磨削量),才能保证电机磁中。

5、推力瓦水平度调整

用专用支架配合合像水平仪调整。推力瓦调好后应用锁紧螺栓及锁片将其固定,不得松动。

调整方法:四点法或三点法调整。

先找好四块(三块)基准瓦,依次调平、锁紧。再分别调平其它四块瓦水平度。要求8块瓦水平度误差不超过0.02mm/m。

6、电机小摆调整

电机小摆调整时用的专用上导瓦支架对称装于油盆上,并将4块上导瓦适当收紧,给导瓦与推力头间涂上大油。调整时用的专用推车架装于推力头上,并配4根3米长φ50钢管,以便盘车。

电机上导处摆度一般很小,它是通过推力头与轴的公差配合来保证的。如果摆度过大,则推力头与轴配合面就需要进行加工。上导处最大摆度为0.02mm。

下导处的摆度如果在0.1mm之内,根据测量数值刮削镜板或绝缘板,如确实无法调整,可在推力头与绝缘板之间的不同部位适当加铜皮调整。

调整电机与水泵同心

(1)在电机靠背轮上装百分表,并在水泵背轮上均匀分出东南西北四点后盘车进行。

如图1-15所示,将百分表吸附在电机联轴器上,表针打在泵联轴器凹槽中,转动电机轴,读百分表各点数值,然后将泵联轴器转动°,再转动电机轴读数,以两次读数平均值为准,调整电机支架上螺栓,顶电动机作径向位移。

(2)同心调好后紧固电机定子螺栓及定位销。

八、机组调整

1、调机组大摆

(1)用10T千斤顶将电机转子顶牢靠,(不得使用加力杆)以防安装销子螺栓时影响电机已调好的部位)。

(2)依记号安装靠背轮销子螺栓,将百分表装于水泵轴套处测量。

(3)通过在靠背轮相应位置处加减垫子并辅以螺栓的紧固程度来调整。

2、机组中心线复测(电机定转子居中复测)

如图1-14所示,再一次复测电机定转子居中,以确保电机不偏移。

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