离心泵的检修工艺.docx
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离心泵的检修工艺
离心泵的修理
介绍一下离心泵的转子、平衡装置、密封圈和轴向密封装置等几个主要零件和部件的修理方法。
1、转子的修理
离心泵的转子包括泵轴、轴套和叶轮等零件，这些都是泵的主要零件，因此必须仔细地检查和修理。
转子在修理前必须进行清洗。
清洗后除作外表检查外，还要检查各部分径向跳动。
转子径向跳动的测量方法如下：
把转子放在离心泵本身的轴承上，但不与电机的联轴器连接。
在转子上选几个测定点（轴较长或叶轮多的可以多取几点），用几个千分表分别触在这些测点处，如下图示：
把叶轮的圆周分成六等份并标上记号（按照叶片个数来分较为方便，有几个分几等分）。
然后慢慢转动转子，每转过一等分，记录一次千分表的读数。
转子转动一周后，每一测点上的千分表就能得到六个读数。
把这些读数记录在表格中，就可以看出转子各部分径向跳动的大小。
离心泵转子轴套处径向跳动的测量记录见下表。
离心泵转子轴套处径向跳动测定记录
测点
转动位置
径向跳动量（道）
1
（0°）
2
（60°）
3
（120°）
4
（180°）
5
（240°）
6
（360°）
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
21
32
30
34
23
30
28
33
22
31
29
33
24
33
33
35
20
31
35
34
19
30
32
35
5
3
7
2
记录表中同一测点处的最大读数减去最小读数就是径向跳动量。
从上表中可以看出：
第Ⅰ测点处的径向跳动量为0.05毫米，第Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ测点处的径向跳动量分别为0.03、0.07、0.02毫米。
转子轴套处的径向跳动量不得超过0.05毫米。
如果超过不多（0.10毫米以内），可把转子放在车床上车去0.06~0.10毫米，使其符合要求。
叶轮外圆和密封圈处的径向跳动量也要求不得超过0.05毫米，其测量和处理方法与上述的方法相同。
如果转子轴套处的径向跳动超过规定值很多时，就不能用车轴套的方法来修整，而必须把轴套卸下，测量泵轴的弯曲度和弯曲方向。
测量泵轴弯曲的方法与测量径向跳动相似，在泵轴上选定几个测点放置千分表，如图所示。
图中用了两个千分表，泵轴转动一周可测量四个等分点，将测得的读数记录在下表中，然后算出泵轴的弯曲量，其值为泵轴上两个相对位置上测得的读数之差的一半
测点
转动位置
弯曲量和弯曲方向
1
（0°）
2
（90°）
3
（180°）
4
（270°）
Ⅰ
Ⅱ
36
30
27
23
20
18
28
25
8（0°）；0.5（270°）
6（0°）；1.0（270°）
（如第一测点的0°和180°方向上的弯曲量为（36-20）/2=8忽米）。
用这些数值在图上选取一定的比例，可以用简单的图解法（见下图）近似地求得泵轴上最大的弯曲点和弯曲方向，并且可以用同样的比例量得该点的弯曲量。
找出泵轴的弯曲量和弯曲方向以后，就可以准确地进行矫直。
泵轴还可能产生裂缝其原因多半是由于运行中的振动，使材料疲劳而造成的；有的突然受到撞击而产生的。
如发现有裂纹的轴就应及时换掉不应再继续使用，以防止工作中发生重大的事故。
泵的叶轮经过清洗后，要详细检查有无裂纹和损伤。
发现裂纹必须加以修理或更换。
若叶轮因输送液体的腐蚀和气蚀结果形成砂眼甚至穿孔或因介质中含有固体杂质使叶轮磨损，将造成出口压力下降。
如果腐蚀或磨损不太严重，则可以采用补焊法进行修理。
补焊时将叶轮加热到600℃，然后进行补焊。
焊完后在车床上车削或用锉刀锉削到原有尺寸。
如果叶轮腐蚀或磨损较为严重，则必须更换新叶轮。
轴套与填料接触部分极易磨损，如磨损不太严重，则可以采用补焊法进行修理，焊完后在车床上车削到原有尺寸。
如果磨损严重，则必须更换新轴套。
以上各部分无问题时时还要检查零件之间的配合是否牢固。
如果叶轮松动，运行时就会造成振动，这是应检查键的连接情况，如有松动更换新键。
叶轮修好装在轴上后，还要测量一下端面跳动。
一般对于直径在300毫米以下的叶轮，如果端面跳动量不超过0.20毫米，可以不加处理。
如果端面跳动量过大时，首先应设法调整轴和叶轮上轴孔的装配关系（修刮或加垫）。
实在无法调整时，才采取车削叶轮的办法。
转子修理完毕并装配好后，应进行静平衡和动平衡试验。
经试验合格后，才算真正修理完毕。
2、平衡装置的修理
多极离心泵上大多装有推力平衡装置，以平衡运转中所产生的轴向推力。
多极离心泵上的推力平衡装置的结构如下图所示
平衡盘1随轴旋转，它御侮泵壳上的平衡环2之间保持着很小的轴向间隙（装配时为0.10~0.25毫米），运行中这个间隙忽大忽小地变化，靠平衡盘两侧的压力差自动地平衡转子的轴向推力。
一般转子在轴向的窜动量为0.10~0.15毫米，窜动的次数为每分钟10~20次。
因此，运动中平衡盘和平衡环是经常直接接触而发生摩擦的。
如果介质中含有泥沙或其他固体杂质，则平衡盘和平衡环更易磨损。
为了抵抗磨损，延长零件的使用寿命，故一般的平衡盘和平衡环都是用青铜或铸铁制成的。
在安装和修理推力平衡装置时，严格要求平衡盘和平衡环互相平行而没有偏斜现象。
如果平衡盘和平衡环有偏斜或凹凸不平，则在运行中就会造成大量的泄露，这样平衡室便不能保持平衡转子轴向推力所必须的压力，因此轴向推力就使平衡盘和平衡环互相压紧而发生摩擦，最后，必然产生高热以至磨损或破坏。
检修中发现平衡盘或平衡环偏斜或安装不正时，必须仔细修刮、研磨或调整，直到表面严密接触为止。
一般要求平衡盘和平衡环的工作端面对泵轴中心线的不垂直度不应超过0.03毫米。
3、密封圈的修理
离心泵的密封圈是装在与叶轮进口端相对应的泵壳上，它是用来防止叶轮进出口的高压液体向进口端回流。
如果密封圈与叶轮之间的间隙太大，就会有多量的液体漏回进口端而形成不断的循环，如右图所示：
这样就使离心泵的实际排液量降低，并且多消耗了动力。
若间隙太小，则密封圈可能与叶轮发生摩擦，有时会引起振动。
因此对离心泵都规定了密封圈间隙的标准，以供安装和修理时遵守。
密封圈的间隙有轴向间隙和径向间隙之分，如下图所示。
表1叶轮与密封圈之间的径向间隙
密封圈内径
径向间隙
磨损后的极限间隙
80~120
＞120~150
＞150~180
＞180~220
＞220~260
0.090~0.220
0.105~0.255
0.120~0.280
0.135~0.315
0.160~0.340
0.48
0.60
0.70
＞260~290
＞290~320
＞320~360
0.160~0.350
0.175~0.375
0.200~0.400
0.80
离心泵密封圈的型式很多，常见的密封圈的型式及其固定方式如下图：
在单级单吸BA型泵上，密封圈是用静配合或骑缝螺钉来固定；在单级双吸Sh型泵上，密封圈是由它自身外圆处铸有凸起的半圆环嵌在泵体内来固定；在多级单吸GC型泵上，密封圈是用埋头螺钉来固定。
当离心泵输送的物料中含有砂泥、杂质或出现紧固叶轮用的止动螺帽松动、轴承磨损、泵轴弯曲、叶轮不平衡及密封圈安装不正等情况时，密封圈会很快被磨损或受偏磨。
如发现密封圈已破裂或磨损和偏磨现象严重，径向间隙已超过表1规定时，则应予以更换。
更换密封圈时，新制密封圈的内径应按叶轮进口端的外径来配置，以保证径向间隙能符合要求。
密封圈是最易磨损的零件，因此大都采用比较耐磨的铸铁或青铜来制造。
4、轴向密封装置的修理
离心泵的轴向密封装置是用来密封泵轴穿出泵壳地方的间隙，以防止外界空气进入泵壳内，或阻止泵内高压液体泄露到泵壳外面去。
轴向密封装置的工作好坏，对正常生产和工业有着重要的影响，因此，作好轴向密封装置的维修工作有十分重要的意义。
离心泵的轴向密封装置有两种型式：
即填料函密封装置和机械密封装置。
4、1填料函密封装置
离心泵填料函密封装置的结构如右图：
这种密封装置是靠弹性填料与轴套（或泵轴）的外圆柱表面的接触来达到密封的。
填料中间的水封环四周开有小孔，将叶轮出口处的高压液体通过引水管引入水封环，对处于负压操作下的填料起液封作用，防止空气进入泵壳内破坏操作。
同时又起润滑与冷却填料的作用。
填料与轴套（或泵轴）是密封装置中最易磨损的零件。
当填料与轴套被磨损后，会引起空气进入或液体漏出泵壳的现象，影响泵的正常操作。
故对密封装置要经常检查、观察其密封情况，轴套（或泵轴）磨损后应及时修理或更换，填料损坏后一般都要更换新的。
在修理填料函密封装置时，首先应把填料压盖拆开，取出旧填料，然后清洗各零件，并检查各部分的间隙。
挡环2和轴套5（或泵轴）之间的直径间隙应为0.3~0.5毫米，此间隙过大时，填料函内的填料可能被挤出。
填料压盖7的外圆表面和填料函8的内圆表面之间的直径间隙应为0.1~0.2毫米，此间隙过大时，压盖容易压扁。
填料压盖的内圆表面和轴套（或泵轴）的外圆表面必须保持同轴，其直径间隙应为0.4~0.5毫米，此间隙过小时容易和轴套（或泵轴）发生摩擦。
以上所有的间隙均应严格地符合标准，如果有不符合时，必须进行修整或更换零件。
最后装入新的填料。
一般冷水泵的填料是用涂石墨的方形棉纱绳和棉纱橡胶绳，而热水泵用涂石墨的方形石棉绳。
装填料时，把方形的填料切成正好盘成一圈的长度，填入填料函内，对口做成斜口，稍留一些间隙，以后压紧填料压盖时这些间隙就会消失。
相邻两圈填料的对口处应错开180°（不得小于120°）。
水封环3的位置应该对准引水管9的孔口。
一般在安装新填料时，可把水封环的位置稍微装得靠外面一些，这样当拧紧填料压盖时，使填料压缩，水封环便向里移动，这样恰好和引水管的孔口对准。
装完填料以后，必须均匀地拧紧填料压盖两侧的螺栓，压盖不得偏斜，并且不应该一下子就拧得太紧，因为拧得太紧，填料就会完全丧失弹性，以后就无法调整，而且还可能增加轴套（或泵轴）与填料的磨损和多消耗动力。
因此在装填料时，宁可把填料压得松一些，一般以液体能从泵体内经填料箱每分钟漏出十多滴左右为宜。
4、2机械密封装置
机械密封又称端面密封，它具有泄露量小、密封可靠、功率消耗少、维修工作量少及寿命长等优点，所以在化学工业中得到广泛的应用。
机械密封的结构型式很多，目前国内生产的机械密封已系列化，每种系列又有多种规格。
不同结构的机械密封，适用于不同的工作条件（温度、压力、物料性质、转速等）。
下图所示的内装式单端面非平衡型（即动环两端的液体压力不平衡）机械密封装置，适用于输送介质压力为7公斤/厘米2、温度为-20~100℃、不含杂质的非强腐蚀性材料。
4、2、1机械密封的结构与工作原理
机械密封是靠与泵轴一起转动的动环端面和静环端面间的紧密贴合，产生一定比压（4~6公斤/厘米2）而达到密封的。
机械密封装置包括转动部分和静止部分。
转动部分的弹簧座，用两个固定螺栓固定在轴套（或泵轴）上，与轴套（或泵轴）之间的间隙不超过0.10毫米。
动环套在轴套（或泵轴）上，与轴套（或泵轴）之间的间隙为0.30~0.50毫米，它由弹簧压紧在静环的端面上，并且靠O型密封圈的内外径分别与轴套（或泵轴）、动环相接触（防止轴向泄露）而产生的摩擦力与泵轴一起转动。
静止部分的静环，同样通过O型密封圈与静环、泵盖间的接触固定在泵盖上。
密封腔内的液体在泵工作时是具有压力的，这个压力加上弹簧压力可使旋转的动环与静环两者的端面保持紧密贴合。
由于这样，在这两个端面上所产生的比压便阻止了液体的漏失。
对于这种非平衡型的机械密封来讲，两摩擦面上的比压是随泵内介质压力的升高而成线性增加，因此它只能适用于介质压力较低的情况下。
弹簧可保证在停泵时压力降低的情况下使两摩擦面间保持接触；同时也可补偿两个摩擦面在轴向的磨损，起到自动调节间隙的作用。
为保证机械密封正常工作，必须保证摩擦表面的润滑以减少其磨损，并导走热量。
为更好地导走两摩擦表面间产生的热量，提高动、静环的使用寿命，在密封腔的上方开有小孔，根据密封腔内的介质压力，与泵的进口或出口相通，使密封腔内液体不断流动更新。
4、2、2机械密封的检修
机械密封运行一段时间后，动环与静环都会磨损，在不正常的情况下，如输送物料中含有颗粒杂质、弹簧压力不均匀、动静环安装偏斜等，都会导致机械密封实效而造成泄露，并使动环、静环很快磨损或产生偏斜现象。
遇到上述情况，应停泵检修。
A、动环和静环的检修
动环和静环是保证密封的关键，又是一对易损零件。
正确选择动环和静环的材料、摩擦面的宽度，对密封的效果和寿命有着直接的影响。
材料的选择既要考虑工作条件与材料性能（摩擦系数、导热性、耐磨性及耐腐蚀性），又要根据我国的物质情况，选用密封性能好，既经济又易得的材料。
目前，动环一般采用硬质合金、陶瓷、不锈钢或耐磨铸铁等材料；静环采用石墨浸渍酚醛树脂、石墨浸渍巴氏合金、聚四氟乙烯及耐磨铸铁等材料。
由硬质材料制成的动静环摩擦面要比用软质材料制成的静环摩擦面具有较大的径向宽度。
否则，由硬质材料制成的动环会嵌入软材料内，因此引起剥落以及更为强烈的磨损。
当动环和静环的摩擦面上出现裂纹或磨损较多时，应更换。
如动环、静环的摩擦面上出现划痕和不平滑的表面时，可先在平面磨床上磨削，然后在平板上研磨和抛光来修复。
不同的动、静环材料应采用不同的磨料和研磨工具。
a、粗磨硬质合金、陶瓷环时，用100~200号碳化硅金刚砂研磨粉加煤油搅拌均匀；精磨时用M20碳化硼或240~300号碳化硅金刚砂加煤油拌匀。
研磨时将环放在平板上把磨料放在环孔内，然后用手按着以“8”字形的运动轨迹进行研磨，这样可以避免环面上纹路的方向性，直至看不出痕迹为止。
然后以汽油洗净，用布擦干，再进行抛光。
抛光时用M2~3金刚砂研磨膏加工业甘油（约1：
18）搅拌均匀后，将少量磨料刷在研磨盘上，仍按“8”字形研磨，其表面粗糙度可达0.4。
b、粗磨不锈钢、铸铁及聚四氟乙烯时，用M20白刚玉粉加混合润滑剂（煤油二份和汽油、锭子油各一份），混合均匀，放在平板上研磨（HB=240~280）的平板上研磨；抛光时用M1~3白刚玉粉或M10氧化铬加同样混合润滑剂，放在衬有白纺绸布的平板上进行研磨。
在研磨过程中，如润滑剂干固，只需补充汽油即可。
c、粗、精磨石墨环时，不用磨料，只需用航空汽油作润滑剂在平板上进行研磨，抛光时干磨即可。
经修复后的动、静环表面粗糙度不高于0.2~0.4表面平面度不大于1微米，平面对中心线的垂直度允许偏差为0.04毫米。
检验动环、静环的研磨质量，可用简便方法，即使动环、静环两摩擦面紧贴，如吸住不掉，即表明研磨合格。
]
B、轴套（或泵轴）的检修轴套（或泵轴）运转一段时间后，其表面会因腐蚀或磨损而产生沟痕，这时应将轴套（或泵轴）表面磨光，恢复原来的表面粗糙度1.6。
如果经磨光后，其直径尺寸减小，造成与弹簧座、动环、静环间的配合间隙太大时，应更换轴套或对泵轴进行车削镶套。
C、弹簧的检修机械密封中的弹簧一般采用不锈钢，如4Cr13,1Cr18NiTi等。
弹簧损坏多半因腐蚀或使用很久，使弹簧失去弹力而影响密封。
弹簧损坏后应更换新弹簧。
对内装式弹簧的比压一般取0.7~2.3公斤/厘米2，单弹簧有效圈数一般取2.5圈，总圈数为5~6.5圈，弹簧钢丝直径为4~6毫米。
弹簧的制作可以在普通车床上进行，要求其中心线与两端面垂直度在100毫米范围内不超过0.5毫米，两端面间的平行度允许偏差为0.15毫米，两端面磨平后光洁度不低于▽4，放在平板上不允许有摇动现象。
弹簧在热处理后经4～6次扭紧试验，其永久变形不超过原长度的1%。
弹簧的旋转方向与泵轴的转向有关，应使弹簧越转越紧。
3）机械密封的安装机械密封的结构较为复杂，零件制造精度较高，某些零件的材料强度又较低，如果安装不慎，则会导致零件压坏、泄露严重、端面发热、过早磨损、O型密封圈焦化等恶果。
因此对新安装或经修复后的机械密封装置在安装时应注意下列几点：
①组装及总装之前，将所有零件（包括密封腔、冷却孔等）均需用煤油（或清水）等清洗干净。
特别是动环和静环接触面上，不允许有任何污物粘附。
②拆装过程中，不要敲击零件。
装有转动零件的轴两端必须支承，以免转动零件压坏密封件。
③对上图所示密封装置中的所有转动零件可一起在泵轴上进行组装。
组装时应注意弹簧的压缩量，使弹簧压缩后的长度为其工作长度。
组装后，用手沿轴向推动动环，来验证弹簧的弹力，除克服动环内O型密封圈与轴套的摩擦阻力外，应使其滑动正常。
④所有静止零件，如静环、O型密封圈、防转销等可在泵盖上预装。
静环装入泵盖时应先检查轴向间隙值，此值至少在1毫米以上，以免静环在轴向顶住，导致O型密封圈失效。
O型密封圈与泵盖的配合不能太紧，一般装入后用二拇指能推动自如为宜。
⑤密封腔与泵盖结合定位端面对轴套（或泵轴）表面的跳动量不得超过0.03毫米；密封腔止口内径表面对轴套（或泵轴）的跳动量不得超过0.1毫米。
⑥轴的串动量不允许超过±0.5毫米。
⑦安装完毕后，应在操作压力下进行静压试验，检查密封面是否有泄露现象，若泄露较多，应查出原因，设法消除，直至无泄露或轻微泄露为止。
⑧密封装置启动前，应保持密封腔内充满液体，否则容易损坏密封面。
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