怎么維修多級(jí)泵（二）

 在水泵檢修完畢以后，為使其正常運(yùn)行，就必須保證運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)水泵和原動(dòng)機(jī)的軸處于同一直線上，以免水泵和原動(dòng)機(jī)因軸中心的互相偏差造成軸承在運(yùn)行中的額外受力，進(jìn)而引起軸瓦發(fā)熱磨損和原動(dòng)機(jī)的過(guò)負(fù)荷，甚至產(chǎn)生劇烈振動(dòng)而使泵組停止運(yùn)行。水泵檢修后的找正是在聯(lián)軸器上進(jìn)行的。開(kāi)始時(shí)先在聯(lián)軸器的四周用平尺比較一下原動(dòng)機(jī)和水泵的兩個(gè)聯(lián)軸器的相對(duì)位置，找出偏差的方向以后，先粗略地調(diào)整使聯(lián)軸器的中心接近對(duì)準(zhǔn)，兩個(gè)端面接近平行。通常，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)以調(diào)整電機(jī)地腳的墊片為主來(lái)調(diào)整聯(lián)軸器中心；若原動(dòng)機(jī)為汽輪機(jī)，則以調(diào)整水泵為主來(lái)找中心。在找正過(guò)程中，先調(diào)整聯(lián)軸器端面、后調(diào)整中心比較容易實(shí)現(xiàn)對(duì)中目的。下面就分步來(lái)進(jìn)行介紹。

1、測(cè)量前的準(zhǔn)備

根據(jù)聯(lián)軸器的不同形式，利用塞尺或百分表直接測(cè)量圓周間隙α和端面間隙b。

在測(cè)量過(guò)程中還應(yīng)注意：

(1) 找正前應(yīng)將兩聯(lián)軸器用找中心專用螺栓連接好。若是固定式聯(lián)軸器，應(yīng)將二者插好。

(2) 測(cè)量過(guò)程中，轉(zhuǎn)子的軸向位置應(yīng)始終不變，以免因盤動(dòng)轉(zhuǎn)子時(shí)前后竄動(dòng)引起誤差。

(3) 測(cè)量前應(yīng)將地腳螺栓都正常擰緊。

(4) 找正時(shí)一定要在冷態(tài)下進(jìn)行，熱態(tài)時(shí)不能找中心。

2、測(cè)量過(guò)程

將兩聯(lián)軸器做上記號(hào)并對(duì)準(zhǔn)，有記號(hào)處置于零位(垂直或水平位置)。裝上專用工具架或百分表，沿轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)方向自零位起依次旋轉(zhuǎn)90°、180°、270°，同時(shí)測(cè)量每個(gè)位置時(shí)的圓周間隙α和端面間隙b，并把所測(cè)出的數(shù)據(jù)記錄在如圖一所示的圖內(nèi)。根據(jù)測(cè)量結(jié)果，將兩端面內(nèi)的各點(diǎn)數(shù)值取平均數(shù)，按照?qǐng)D二所示記好。

一、聯(lián)軸器a、b 間隙的測(cè)量（用百分表）

1-對(duì)輪；2-可調(diào)螺栓；3-橋尺；4-百分表

二、a、b 間隙記錄圖

綜合上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，即可看出聯(lián)軸器的傾斜情況和需要調(diào)整的方向。

3、分析與計(jì)算

一般來(lái)講，轉(zhuǎn)子所處的狀態(tài)不外乎以下幾種：

聯(lián)軸器端面彼此不平行，兩轉(zhuǎn)子的中心線雖不在一條直線上，但兩個(gè)聯(lián)軸器的中心卻恰好相合，如圖所示。調(diào)整時(shí)可將3、4 號(hào)軸承分別移動(dòng)δ1和δ2值，使兩個(gè)轉(zhuǎn)子中心線連成一條直線且聯(lián)軸器端面平行。δ1、δ2值計(jì)算公式可根據(jù)相似三角形的比例關(guān)系推導(dǎo)得出，即

聯(lián)軸器同心、不平行

式中，Δb=b1－b2；D 是聯(lián)軸器直徑；L1是被調(diào)整聯(lián)軸器至3 號(hào)軸承的距離；L2是3、4 號(hào)軸承之間的距離。

兩個(gè)聯(lián)軸器的端面互相平行，但中心不重合，如圖所示。

聯(lián)軸器不平行、不同心

調(diào)整時(shí)可分別將3、4 號(hào)軸承同移'1 d ，則兩個(gè)轉(zhuǎn)子同心共線。

(3) 兩個(gè)聯(lián)軸器的端面不平行，中心又不吻合，這是常見(jiàn)的情況。

4、調(diào)整時(shí)的允許誤差

調(diào)整墊片時(shí)，應(yīng)將測(cè)量表架取下或松開(kāi)，增減墊片的地腳及墊片上的污物應(yīng)清理干凈，最后擰緊地腳螺栓時(shí)應(yīng)把外加的楔形鐵或千斤等支撐物拿掉，并監(jiān)視百分表數(shù)值的變化。至于聯(lián)軸器找中心的允許誤差隨聯(lián)軸器形式的變化而不同，具體可參考表所示。

表聯(lián)軸器找中心的允許誤差(mm)

此外，隨著運(yùn)行條件的改變，如水泵輸送高溫水(60℃以上)或水泵采用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，應(yīng)分別將水泵和汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子因受熱膨脹而使中心升高的情況與聯(lián)軸器中心的公式計(jì)算數(shù)值綜合起來(lái)加以考慮。例如，安裝在同一個(gè)底座上的電機(jī)和水泵，若輸送水溫在60℃時(shí)，電機(jī)約需抬高0.40—0.60mm，才能保證運(yùn)行中水泵和電機(jī)的軸中心恰好對(duì)準(zhǔn)。

六、直軸工作

當(dāng)軸發(fā)生彎曲時(shí)，首先應(yīng)在室溫狀態(tài)下用百分表對(duì)整個(gè)軸長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量，方法如前面所述，并繪制出彎曲曲線，確定出彎曲部位和彎曲度(軸的任意斷面中，相對(duì)位置的最大跳動(dòng)值與最小值之差的1／2)的大小。其次，還應(yīng)對(duì)軸進(jìn)行檢查工作。

對(duì)軸進(jìn)行檢查工作：

(1) 檢查裂紋對(duì)軸最大彎曲點(diǎn)所在的區(qū)域，用浸煤油后涂白粉或其他的方法來(lái)檢查裂紋，并在校直軸前將其消除。消除裂紋前，需用打磨法、車削法或超聲波法等測(cè)定出裂紋的深度。對(duì)較輕微的裂紋可進(jìn)行修復(fù)，以防直軸過(guò)程中裂紋擴(kuò)展；若裂紋的深度影響到軸的強(qiáng)度，則應(yīng)當(dāng)予以更換。裂紋消除后，需做轉(zhuǎn)子的平衡試驗(yàn)，以彌補(bǔ)軸的不平衡。

(2) 檢查硬度對(duì)檢查裂紋處及其四周正常部位的軸表面分別測(cè)量硬度，掌握彎曲部位金屬結(jié)構(gòu)的變化程度，以確定正確的直軸方法。淬火的軸在校直前應(yīng)進(jìn)行退火處理。

(3) 檢查材質(zhì)如果對(duì)軸的材料不能肯定，應(yīng)取樣分析。在知道鋼的化學(xué)成分后，才能更好地確定直軸方法及熱處理工藝。在上述檢查工作全部完成以后，即可選擇適當(dāng)?shù)闹陛S方法和工具進(jìn)行直軸工作。直軸的方法有機(jī)械加壓法、捻打法、局部加熱法、局部加熱加壓法和應(yīng)力松弛法等。下面就一一加以介紹。

1、 捻打法(冷直軸法)

捻打法就是在軸彎曲的凹下部用捻棒進(jìn)行捻打振動(dòng)，使凹處(纖維被壓縮而縮短的部分)的金屬分子間的內(nèi)聚力減小而使金屬纖維延長(zhǎng)，同時(shí)捻打處的軸表面金屬產(chǎn)生塑性變形，其中的纖維具有了殘余伸長(zhǎng)，因而達(dá)到了直軸的目的。

捻打時(shí)的基本步驟為：

(1) 根據(jù)對(duì)軸彎曲的測(cè)量結(jié)果，確定直軸的位置并做好記號(hào)。

(2) 選擇適當(dāng)?shù)哪泶蛴玫哪戆簟Ｄ戆舻牟牧弦话氵x用45#鋼，其寬度隨軸的直徑而定(一般為15～40mm)，捻棒的工作端必須與軸面圓弧相符，邊緣應(yīng)削圓無(wú)尖角(R1=2～3mm)，以防損傷軸面。在捻棒頂部卷起后，應(yīng)及時(shí)修復(fù)或更換，以免打壞泵軸。捻棒形狀如圖所示。

捻棒形狀

直軸時(shí)，將軸凹面向上放置，在最大彎曲斷面下部用硬木支撐并墊以鉛板，如圖所示。

另外，直軸時(shí)最好把軸放在專用的臺(tái)架上并將軸兩端向下壓，以加速金屬分子的振動(dòng)而使纖維伸長(zhǎng)。

(4) 捻打的范圍為圓周的1／3（即120°)，此范圍應(yīng)預(yù)先在軸上標(biāo)出。捻打時(shí)的軸向長(zhǎng)度可根據(jù)軸彎曲的大小、軸的材質(zhì)及軸的表面硬化程度來(lái)決定，一般控制在50～l00mm的范圍之內(nèi)。捻打順序按對(duì)稱位置交替進(jìn)行，捻打的次數(shù)為中間多、兩側(cè)少，如圖所示。

(5) 捻打時(shí)可用1～2kg的手錘敲打捻棒，捻棒的中心線應(yīng)對(duì)準(zhǔn)軸上的所標(biāo)范圍，錘擊時(shí)的力量中等即可而不能過(guò)大。

(6) 每打完一次，應(yīng)用百分表檢查彎曲的變化情況。一般初期的伸直較快，而后因軸表面硬化而伸直速度減慢。如果某彎曲處的捻打已無(wú)顯著效果，則應(yīng)停止捻打并找出原因，確定新的適當(dāng)位置再行捻打，直至校正為止。

(7) 捻打直軸后，軸的校直應(yīng)向原彎曲的反方向稍過(guò)彎0.02～0.03mm，即稍校過(guò)一些。

(8) 檢查軸彎曲達(dá)到需要數(shù)值時(shí)，捻打工作即可停止。此時(shí)應(yīng)對(duì)軸各個(gè)斷面進(jìn)行全面、仔細(xì)的測(cè)量，并做好記錄。

(9) 最后，對(duì)捻打軸在300～400℃進(jìn)行低溫回火，以消除軸的表面硬化及防止軸校直后復(fù)又彎曲。

上述的冷直法是在工作中應(yīng)用較多的直軸方法，但它一般只適于軸頸較小且軸彎曲在0.2mm 左右的軸。此法的優(yōu)點(diǎn)是直軸精度高，易于控制，應(yīng)力集中較小，軸校直過(guò)程中不會(huì)發(fā)生裂紋。其缺點(diǎn)是直軸后在一小段軸的材料內(nèi)部殘留有壓縮應(yīng)力，且直軸的速度較慢。

2、內(nèi)應(yīng)力松弛法

此法是把泵軸的彎曲部分整個(gè)圓周都加熱到使其內(nèi)部應(yīng)力松弛的溫度(低于該軸回火溫度30～50℃，一般為600～650℃)，并應(yīng)熱透。在此溫度下施加外力，使軸產(chǎn)生與原彎曲方向相反的、一定程度的彈性變形，保持一定時(shí)間。這樣，金屬材料在高溫和應(yīng)力作用下產(chǎn)生自發(fā)的應(yīng)力下降的松弛現(xiàn)象，使部分彈性變形轉(zhuǎn)變成塑性變形，從而達(dá)到直軸的目的。

校直的步驟為：

(1) 測(cè)量軸彎曲，繪制軸彎曲曲線。

(2) 在最大彎曲斷面的整修圓周上進(jìn)行清理，檢查有無(wú)裂紋。

(3) 將軸放在特制的、設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)裝置和加壓裝置的專用臺(tái)架上，把軸的彎曲處凸面向上放好，在加熱處側(cè)面裝一塊百分表。加熱的方法可用電感應(yīng)法，也可用電阻絲電爐法。加熱溫度必須低于原鋼材回火溫度20—30℃，以免引起鋼材性能的變化。測(cè)溫時(shí)是用熱電偶直接測(cè)量被加熱處軸表面的溫度。直軸時(shí)，加熱升溫不盤軸。

(4) 當(dāng)彎曲點(diǎn)的溫度達(dá)到規(guī)定的松弛溫度時(shí)，保持溫度1h，然后在原彎曲的反方向(凸面)開(kāi)始加壓。施力點(diǎn)距最大彎曲點(diǎn)越近越好，而支承點(diǎn)距最大彎曲點(diǎn)越遠(yuǎn)越好。施加外力的大小應(yīng)根據(jù)軸彎曲的程度、加熱溫度的高低、鋼材的松弛特性、加壓狀態(tài)下保持的時(shí)間長(zhǎng)短及外加力量所造成的軸的內(nèi)部應(yīng)力大小來(lái)綜合考慮確定。

(5) 由施加外力所引起的軸內(nèi)部應(yīng)力一般應(yīng)小于0.5MPa，最大不超過(guò)0.7MPa。否則，應(yīng)以0.5～0.7MPa 的應(yīng)力確定出軸的最大撓度，并分多次施加外力，最終使軸彎曲處校直。

(6) 加壓后應(yīng)保持2～5h的穩(wěn)定時(shí)間，并在此時(shí)間內(nèi)不變動(dòng)溫度和壓力。施加外力應(yīng)與軸面垂直。

(7) 壓力維持2～5h后取消外力，保溫1h，每隔5min將軸盤動(dòng)180°，使軸上下溫度均勻。

(8) 測(cè)量軸彎曲的變化情況，如果已經(jīng)達(dá)到要求，則可以進(jìn)行直軸后的穩(wěn)定退火處理；若軸校直得過(guò)了頭，需往回直軸，則所需的應(yīng)力和撓度應(yīng)比第一次直軸時(shí)所要求的數(shù)值減小一半。

采用此方法直軸時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

(1) 加力時(shí)應(yīng)緩慢，方向要正對(duì)軸凸面，著力點(diǎn)應(yīng)墊以鋁皮或紫銅皮，以免擦傷軸表面。

(2) 加壓過(guò)程中，軸的左右(橫向)應(yīng)加裝百分表監(jiān)視橫向變化。

(3) 在加熱處及附近，應(yīng)用石棉層包扎絕熱。

(4) 加熱時(shí)最好采用兩個(gè)熱電偶測(cè)溫，同時(shí)用普通溫度計(jì)測(cè)量加熱點(diǎn)附近處的溫度來(lái)校對(duì)熱電偶溫度。

(5) 直軸時(shí)，第一次的加熱溫升速度以100～120℃／h為宜，當(dāng)溫度升至最高溫度后進(jìn)行加壓；加壓結(jié)束后，以50～100℃／h的速度降溫進(jìn)行冷卻，當(dāng)溫度降至100℃時(shí)，可在室溫下自然冷卻。

(6) 軸應(yīng)在轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行降溫冷卻，這樣才能保證冷卻均勻、收縮一致，軸的彎曲頂點(diǎn)不會(huì)改變位置。

(7) 若直軸次數(shù)超過(guò)兩次以后，在有把握的情況下可將最后一次直軸與退火處理結(jié)合在一起進(jìn)行。內(nèi)應(yīng)力松弛法適用于任何類型的軸，而且效果好、安全可靠，在實(shí)際工作中應(yīng)用的也很多。關(guān)于內(nèi)應(yīng)力松弛法的施加外力的計(jì)算，這里就不再介紹，應(yīng)用時(shí)可參閱有關(guān)的技術(shù)書(shū)籍中的計(jì)算公式。

3、局部加熱法

這種方法是在泵軸的凸面很快地進(jìn)行局部加熱，人為地使軸產(chǎn)生超過(guò)材料彈性極限的反壓縮應(yīng)力。當(dāng)軸冷卻后，凸面?zhèn)鹊慕饘倮w維被壓縮而縮短，產(chǎn)生一定的彎曲，以達(dá)到直軸的目的。具體的操作方法為：

(1) 測(cè)量軸彎曲，繪制軸彎曲曲線。

(2) 在最大彎曲斷面的整個(gè)圓周上清理、裂紋的情況。檢查并記錄好

(3) 將軸凸面向上放置在專用臺(tái)架上，在靠近加熱處的兩側(cè)裝上百分表以觀察加熱后的變化。

(4) 用石棉布把最大彎曲處包起來(lái)，以最大彎曲點(diǎn)為中心把石棉布開(kāi)出長(zhǎng)方形的加熱孔。加熱孔長(zhǎng)度(沿圓周方向)約為該處軸徑的25％～30％，孔的寬度(沿軸線方向)與彎曲度有關(guān)，約為該處直徑的10％一15％。

(5) 選用較小的5、6 號(hào)或7 號(hào)焊嘴對(duì)加熱孔處的軸面加熱。加熱時(shí)焊嘴距軸面約15～20mm，先從孔中心開(kāi)始，然后向兩側(cè)移動(dòng)，均勻地、周期地移動(dòng)火嘴。當(dāng)加熱至500～550℃時(shí)(軸表面呈暗紅色)，立即用石棉布把加熱孔蓋起來(lái)，以免冷卻過(guò)快而使軸表面硬化或產(chǎn)生裂紋。

(6) 在校正較小直徑的泵軸時(shí)，一般可采用觀察熱彎曲值的方法來(lái)控制加熱時(shí)間。熱彎曲值是當(dāng)用火嘴加熱軸的凸起部分時(shí)，軸就會(huì)產(chǎn)生更加向上的凸起，在加熱前狀態(tài)與加熱后狀態(tài)的軸線的百分表讀數(shù)差(在最大彎曲斷面附近)。一般熱彎曲值為軸伸直量的8～17 倍，即軸加熱凸起0.08～0.17mm時(shí)，軸冷卻后可校直0.0lmm，具體情況與軸的長(zhǎng)徑比及材料有關(guān)。對(duì)一根軸第一次加熱后的熱彎曲值與軸的伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系，應(yīng)作為下一次加熱直軸的依據(jù)。

(7) 當(dāng)軸冷卻到常溫后，用百分表測(cè)量軸彎曲并畫出彎曲曲線。若未達(dá)到允許范圍，則應(yīng)再次校直。如果軸的最大彎曲處再次加熱無(wú)效果，應(yīng)在原加熱處軸向移動(dòng)一位置，同時(shí)用兩個(gè)焊嘴順序局部加熱校正。

(8) 軸的校正應(yīng)稍有過(guò)彎，即應(yīng)有與原彎曲方向相反的0.01～0.03mm的彎曲值，待軸退火處理后，這一過(guò)彎值即可消失。

在使用局部加熱法時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題：

(1) 直軸工作應(yīng)在光線較暗且沒(méi)有空氣流動(dòng)的室內(nèi)進(jìn)行。

(2) 加熱溫度不得超過(guò)500～550℃，在觀察軸表面顏色時(shí)不能帶有色眼鏡。

(3) 直軸所需的應(yīng)力大小可用兩種方法調(diào)節(jié)，一是增加加熱的表面；二是增加被加熱軸的金屬層的深度。

(4) 當(dāng)軸有局部損傷、直軸部位局部有表面高硬度或泵軸材料為合金鋼時(shí)，一般不應(yīng)采用局部加熱法直軸。最后，應(yīng)對(duì)校直的軸進(jìn)行熱處理，以免其在高溫環(huán)境中復(fù)又彎曲，而在常溫下工作的軸則不必進(jìn)行熱處理亦可。

4、機(jī)械加壓法

這種, 方法是利用螺旋加壓器將軸彎曲部位的凸面向下壓，從而使該部位金屬纖維壓縮，把軸校直過(guò)來(lái)，如圖所示。

機(jī)械加壓法直軸

5、局部加熱加壓法

這種方法又稱為熱力機(jī)械校軸法，其對(duì)軸的加熱部位、加熱溫度、加熱時(shí)間及冷卻方式均與局部加熱法相同，所不同點(diǎn)就是在加熱之前先用加壓工具在彎曲處附近施力，使軸產(chǎn)生與原彎曲方向相反的彈性變形。在加熱軸以后，加熱處金屬膨脹受阻而提前達(dá)到屈服極限并產(chǎn)生塑性變形。

這樣直軸大大快于局部加熱法，每加熱一次都收到較好的結(jié)果。若第一次加熱加壓處理后的彎曲不合標(biāo)準(zhǔn)，則可進(jìn)行第二次。第二次加熱時(shí)間應(yīng)根據(jù)初次加熱的效果來(lái)確定，但要注意在某一部位的加熱次數(shù)最多不能超過(guò)三次。在本節(jié)所講的五種直軸方法中，機(jī)械加壓法和捻打法只適用于直徑較小、彎曲較小的軸；局部加熱法和局部加熱加壓法適用于直徑較大、彎曲較大的軸，這兩種方法的校直效果較好，但直軸后有殘余應(yīng)力存在，而且在軸校直處易發(fā)生表面淬火，在運(yùn)行中易于再次產(chǎn)生彎曲，因而不宜用于校正合金鋼和硬度大于HBl80～190 的軸；應(yīng)力松弛法則適于任何類型的軸，且安全可靠、效果好，只是操作時(shí)間要稍長(zhǎng)一些。