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1、六单元热网循环泵轴瓦改造,河北马头热电有限责任公司检修部QC小组,小组简介,设备概况,单级双吸离心泵,单级双吸离心泵,流量2626m/h,运行记录,对9号机1号热网循环泵的原始测振记录、油位检测记录、轴承温度检测记录的查询。2014年1月7日，由2号热网循环泵倒换为1号热网循环泵运行，运行期间电流110A，转速1300rpm，3号轴承油位2/3,4号轴承油位1/2,3号轴承垂直、水平、轴向振动分别为0.055mm、0.076 mm、0.053 mm，低于振动标准0.080mm。,9号机1号热网循环泵运行中传动端轴承温度突然升高，由57上升至65。值班员立即倒换2号热网循环泵，倒泵期间，1号泵传
2、动端轴承温度上升至92，就地实测79，就地检查油位、冷却水均无异常，在整个过程中，1号热网循环泵出口压力未见下降，保持在0.80MPa左右。检修人员对1号热网循环水泵传动端轴承检查工作开工，对该泵进行解体检查，发现该泵3号轴承内圈损坏，拆除轴承时，发现泵轴断裂。随即联系设备部金相室对断裂位置进行检查分析，金相室初步判断为泵轴中速短周期疲劳发生断裂，进而导致轴承损坏。更换轴承及泵轴后回装，试泵正常。,缺陷经过,三次断轴缺陷,现状调查一,对第1、2次泵轴断面的照片，可见为螺旋扭平面。且已经导致该泵空载运行，说明在运行时泵轴已断裂。,现状调查二,。,对第3次泵轴断面的照片，可见为光洁扭断面。但由于运
3、行倒泵及时，并未出现泵空载运行，出口压力保持不变，说明在停泵前泵轴出现裂纹但并未完全断裂。某种意义上可以说第3次是第1、2次的中间过程。,轴承内圈裂纹,现状调查三,金相室对断裂面进行检查分析，断面呈现细密光洁状，属于中速短期疲劳断裂。因该泵3号轴承温度升高后及时停泵，且泵出口压力一直保持正常，未空载运行，因此停泵后泵轴尚未完全断裂，这与以往泵轴断裂断面略有不同。2013年度供热系统检修时，对9、10号机组热网循环水泵泵轴进行全部更换，更换为力学性能优良的40Cr材质，所有泵轴均进行材质和探伤检查，未见异常。泵轴硬度检测，其表面硬度为HB266，符合40Cr材质调质要求，亦未见异常。,原因分析,
4、1、热网循环水泵解体后，没有发现泵体有异物，排除了外界原因造成断轴事故。,2、热网循环水泵缺油造成轴承发热而引起的断轴事故？检修人员拆开轴瓦后，检查油位正常，排除了轴承因为断油造成的原因。,3、3号轴承处（传动端）泵轴断裂，3号轴承处泵轴必然受到垂直于泵轴的切向剪切力。泵在正常运行时，3号轴承是不承受剪切力，形成剪切力条件必为轴系中线与泵体中线存在偏差，而轴系的弯曲及转动部件的检查测量并未发现超标现象，因此断定泵体的加工尺寸或行位公差精度未达到使用要求，导致两侧轴承体同心度较差，泵在运转过程中，传动端轴承处轴承受径向力的同时受到极大的剪切力。泵轴长期承受剪切力作用，疲劳损伤加剧导致泵轴断裂。,
5、泵轴示意图,大型工业水泵受到加工时镗床刀具的大小及长度限制，为保证大型离心式水泵自由端和传动端的洼窝同心度，在进行镗或车时，需要在自由端及传动端制作工装孔及圆环形工装零件，依靠圆环形工装零件确定自由端和传动端的同心度，确保在自由端和传动端外接轴承体的同心度，以进一步保证轴系安装后轴系中线与泵体中线平行。,通过对现场泵体的检查，在泵体自由端和传动端均未发现工装孔，在两车削面之间跨距约为1.2米，根本没有镗床或车床能够一次性车削两平面来确保其同心度（如下图所示）。,同心度无法保证,1.2m,止口,未见工装孔,沈阳工业泵制造有限公司依据给出的热网循环水泵泵轴直径初步计算书：,式中：d-轴的最小轴径(
6、m) Mt-轴所传递的扭矩(Nm) -许用剪切应力(Pa) Pd-电机配带功率 kW n-泵的转速 r/min 热网循环水泵电机额定功率为1400KW，泵的额定转速1450 r/min 则其中，Mt=9550x1400/1450=9221 （N.m）。 根据水泵设计经验其中40Cr材质泵轴剪切许用应力,d=,=,=0.1015m=101.5mm,现用热网循环泵传动端轴承结构尺寸示意图 轴承结构传动端外壳尺寸为210mm 轴瓦结构传动端外壳尺寸为280mm 显然目前泵轴不满足改造要求。须换轴,现用热网循环泵自由端轴承结构尺寸示意图 轴承结构自由端外壳尺寸为210mm 轴瓦结构自由端外壳尺寸为35
7、0mm 显然目前泵轴不满足改造要求。须换轴。,可行性： 根据水泵设计手册说明，当水泵为大流量、低转速时，应采用滑动轴瓦形式。而循环水泵满足该设计特性，因此对热网循环水泵轴承改型为滑动轴瓦是可行的。,设计制造 1、泵厂家应根据最小轴颈计算对泵轴进行加粗，对泵轴材质进行升级更换，既能满足运行条件，又不会对泵的壳体进行改动。 2、轴瓦设计采用滑动轴瓦和定位轴承结合的方式，考虑我公司热网循环水泵无压力循环油设备，因此滑动轴瓦采用甩油环润滑方式进行润滑。 3、水泵泵轴按照设计图纸进行加工，泵轴材质选用40Cr及以上材质，韧性及强度高于使用工况要求，泵轴表面进行调质处理，调质均匀，硬度不低于HB240。泵
8、轴加工生产后，进行探伤检查，并配有检查报告。泵轴尺寸与图纸校核，偏差不超过0.02mm。泵轴晃度测量等份不少于6份，晃度测最大值0.03mm。,4 、轴瓦材质选用锡基轴承合金（CHSnSb11.6），合金硬度HB20-30，最大许用应力600-1000MPa，最高允许温度150。轴瓦尺寸与图纸校核，偏差不超过0.02mm。宏观检查，乌金无脱胎、裂纹、铸造砂眼等缺陷，着色探伤无问题。 5、轴承室加工确保泵本体原洼窝与轴承室加工洼窝同心度不超过0.05mm。轴承室与泵本体制作定位销，确保检修安装时轴瓦的同心。,改造流程,热网泵整体拆除,运至沈阳水泵厂改造,整泵返回 我公司后 进行就位,改造后运行效果,巩固措施,1、巡检过程要对泵组振动、温度、油脂情况进行检查，发现异常情况进行及时检查，并检查轴承的磨损程度，及时予以更换，保证轴承的良好润滑和正常运行。,2、定期安排专人进行检查，对设备运行状况做到心中有数，及时消除设备 缺陷，正确地对设备做出判断，为检修提供依据。,3、为保证该泵的正常运行，在检查中必须细致地检查，例如：设备的有关参数（压力、温度、电流等）是否正常；轴承温度、响声及泵的振动是否正常；冷却水是否畅通；轴承室油位是否正常等全面细致的检查，并做好详细记录。,预祝发布会圆满成功！,河北马头热电有限责任公司 检修部QC小组,
