浅谈立式长轴泵的结构及技术改进

72科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald2009NO.16ScienceandTechnologyInnovationHerald工业技术科技创新导报立式长轴泵是国内近年来开发的新一代节能环保型提升泵,是专为冶金、矿山、电力、石油化工等行业设计的专用产品。主要承担含有氧化铁皮、泥沙颗粒、油污的循环水或污水之用,使用介质温度小于80℃,液固混合物中固体颗粒的体积含量不超过10％。该型泵具有较多的优点,节能效率高是它最大的优势。同时该泵也存在一些缺点,主要是套筒联轴器装配困难,费时费工,造成配件的浪费,增加生产成本。循环水的提升作为轧线系统的一个重要环节,立式长轴泵出现故障,会直接造成生产中断,特别是地下安装的泵体,当循环水无法提升至平流池,严重时可能淹没泵房,烧毁电机,造成重大生产设备事故发生。1结构及工作原理1.1长轴泵的结构立式长轴泵由四部分组成,即传动装置部分,包括弹性柱销联轴器、电机轴、传动轴、叶轮轴、联轴套(套筒联轴器),调整螺母、推力轴承、导轴承、轴套等;能量转部分,包括滤网、进水段、叶轮、导叶等;输水部分,包括扬水管、护管、导轴承体、出水弯管;润滑部分,泵的滑动轴承采用0．3MPa清洁水对导轴承进行冲洗、润滑冷却。1.2工作原理及特点立式长轴泵的工作原理是由电机带动传动轴及叶轮旋转,液体通过叶轮获取能量后,经进水段导叶体沿着护管和扬水管之间的流道,垂直向上流动,从出口排出。它具有以下特点:采用国内先进水力模型设计而成,叶轮具有双向密封环,泵轴上端有推力轴承支承,中间和下部采用4F轴承支承,从而保证了转轴运转平稳,避角摆动和振动;推力轴承为水冷浴润滑,各4F轴承均采用模压精制成,具有良好的自润滑抗腐蚀和减震功能,同时采用外接冷却水冲洗和润滑,提高其寿命;叶轮轴、传动轴、电机轴之间采用卡环式键传动的套筒联轴器连接,传动可靠;泵体采用双层壳体结构,护管与支座之间采用0型圈密封,使转子部件与流道完全隔开,使输送介质与润滑水完全隔开,从而保证泵有较长的使用寿命。立式长轴泵泵头是淹埋在水下工作的,下泵深度一般为几米,有的高达十米,因此采用一根轴是不现实的。目前国内生产的长轴泵,不论采用滑动轴承或采用滚动轴承,其泵轴都是分成几段,每段之间用联轴套(套筒联轴器)进行联接,其中与电机相联的称电机轴,最下部装叶轮的为叶轮轴,位于电机轴与叶轮轴之间的统称为传动轴。1.3套筒联轴器及其功能套筒联轴器的功能,主要有两个方面:一是把各段轴联接起来,并且能够保证各段轴同心;二是传递扭矩,由电机产生的扭矩要通过各段轴、套筒联轴器传递到叶轮上,使叶轮对液体做功,因此套筒联轴器在长轴泵上是非常重要的零件。套筒联轴器与轴的配合精度要求相当高,一般为H7／h6,其配合的表面粗糙度为Ra1．6以上,轴颈与套筒联轴器的内圆都必须进行精磨加工。2存在问题及分析因套筒联轴器与轴的配合间隙很小,同时为了传递扭矩和保证两轴的同轴度,套筒联轴器做的比较长;加上长期淹埋水下工作,产生锈蚀等原因,这种套筒联轴器的装配、拆卸相当困难。在维修中一般都是采用破坏法,即采用气割、锤击等方法破坏掉套筒联轴器,但这种方法往往还会伤及到轴颈。每次维修时下来的轴、套等零件都不能继续使用,必须更换新的。因此成本加大,工作量也大,周期长、工人劳动强度高。另套筒联轴器内孔与轴颈外圆配合间隙是一固定值。从使用角度来讲,这一间隙是越小越好(甚至过盈配合),这样才能使泵整个转子的同心度、刚性都比较好,泵运转平稳,使用寿命长。但过小的配合间隙会造成加工制造上的困难和成本高,而采用过盈配合时,则必须用加热套筒联轴器来进行装配,这种配合的套筒联轴器拆卸起来更加困难。如果套简联轴器与轴的配合间隙过大,则会引起泵转子不同心,泵运转中的轴偏摆较大,加快4F轴承的磨损,这样将直接导致泵的振动、噪声增大,泵内导轴承磨损加剧,从而降低泵的效率,同时严重危及泵的安全运行。因此套筒联轴器与轴的装配是一项重要环节。必须对套筒联轴器提出改进。3改进措施对套筒联轴器改进的原则是,即要保证轴的同轴度又能有效传递扭矩,拆卸方便快捷。套筒联轴器与轴颈的配合仍采用以前的圆柱面配合,配合公差为H7／h6。．在套筒联轴器按正常工艺加工后,将其沿轴向剖开0．5～1mm左右的一条缝,一半剖开,另一半不剖开,剖开的方法采用线切割工艺。在套筒联轴器有剖缝一边的外圆周上,按与剖缝面(轴中心线)垂直的方向,沿轴向间隔均匀地加工出4—8个孔,一半圆孔加工成沉孔,另一半的孔加工成螺纹孔,用于紧固套筒联轴器之用(孔的数量由泵大小及功率而定)。一般用内六角圆柱头螺栓将套筒联轴器被剖分一侧压紧,为了防止松脱,可加上弹性垫圈。在实施过程中,应保证加工出的沉孔、钻孔、攻丝去除的金属质量与加上的螺栓、弹性垫圈的质量相等