大型水泵转子缺陷改善

王 锦，何 芳，徐炎虹

(上海宝钢工业技术服务有限公司，上海 201900）

一、现状分析

1. 故障概述

SDJ 300/450型轧辊冷却水泵自投产至今2年多以来，多次发生泵轴断裂、叶轮移位、泵轴弯曲、叶轮不平衡、轴承烧损等故障。

2. 故障原因

经解体检查，发现主要原因如下。

(1)泵轴弯曲变形、使叶轮不平衡产生振动是引发联轴器、轴承损坏的主要原因。

(2)泵轴与轴承衬套连接的键槽压溃是造成轴承、轴承座、机械密封损坏的原因。

(3)泵轴的叶轮安装轴颈加工超差，使过盈量不足是叶轮移位，水泵口环、罩环撞击各部发生损坏的原因。

(4)水泵的长期频繁启停是造成泵轴疲劳、断裂的原因。

二、水泵轴的处理

原轴的图形见图1，其材质为45#钢，屈服强度σs=360MPa，经计算，轴的安全系数较低，不能满足使用要求。现改用2Cr13NiMn，屈服强度σs=950MPa，经计算可满足使用要求。

图1

三、热装和过盈量确认计算

叶轮与泵轴采用过盈连接，热装，两端无机械固定。

1. 过盈量计算

则： 最 大 过 盈 为 (φ85+0.045)-(φ85-0.052)＝0.097mm

最小过盈为(φ85+0.023)-(φ85-0.03)＝0.053mm

过盈在0.053～0.097mm之间

2. 热装公式

实测芯轴为φ85+0.045，叶轮孔φ85-0.052，最大过盈为0.097mm。

在安装时最小间隙为0时，它要115℃；要求装配间隙0.03，过盈0.097mm，环境20℃，则加温要达到(0.03+0.097)/ 85×12/10-6+20℃＝ 145℃。

四、叶轮动平衡及轴问题的处理

第一，主轴更新后对叶轮作动平衡。

第二，传动侧轴承通过衬套用键与泵轴连接，内侧通过轴承座台阶定位，外侧由锁紧螺母锁紧。

第三，非传动侧轴承通过锥套与泵轴连接，内侧通过轴承座台阶定位，外侧由锁紧螺母锁紧。

第四，传动侧轴承座两侧采用防尘板密封，防尘板外圆与轴承座的内圆接触部分采用活塞环式(钢片)密封。非传动侧轴承座因采用了双密封轴承，所以未安装密封装置。

第五，水泵采用机械密封，安装在叶轮与轴承座之间。

五、效果

通过以上的一系列修复，水泵现已运转了半年，情况良好。