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多级泵电机轴瓦止推面烧损原因分析和对策

造成电机轴瓦推力面烧损的原因

        根据故障发生的规律以及泵的结构特点,我们认为造成电机轴瓦推力面烧损的原因是由于泵转子运行时巨大的轴向推力瞬时作用于电机轴瓦推力面上。而轴向力是由弹性胶圈联轴器传递的。下面对此观点进行具体分析。


        泵转子轴向力平衡装置如图1,在泵启动时,由于平衡室尚未建立起压力,平衡盘不起作用,止推盘临时起轴向力平衡作用,当平衡室建立起压力后,止推盘只起到辅助作用,止推盘与辅推面之间的间隙为2mm,辅推面起到泵停运时限制转子的最大负轴向位移作用,最大位移值为2mm。

      图1 平衡盘、推力盘结构图


当泵在停运后的惰走过程中,转子在平衡室的余压及泵中流体向前的流动惯性作用下,泵转子向高压端窜动,推力盘紧贴辅推瓦而停下,而由于惰走中联轴器传递力矩小,泵和电机两对轮之间通过胶圈摩擦力能传递轴向力小,电机转子将基本在运行中的轴向位置停下,这样,每次停泵后,电机转子和泵转子都会在轴向拉开距离约2mm。

          图2 弹性胶圈联轴器


而泵再次启动时,由于启动扭矩很大,两半对轮间的摩擦力很大,泵转子在平衡盘向平衡板靠近时向低压端窜动,将推动电机转子向远离泵方向移动。这样经过多次启停重复后,两对轮的距离S(见图2)逐渐增大,直到出现启动前电机转子已停靠在轴向极限位置,即电机轴止推盘已贴住电机轴瓦止推面了(见图3)。而假如在这种情况下启动给水泵,平衡盘及推力盘还未起作用前,泵转子的轴向力将通过联轴器传给电机转子,从而引起电机瓦推力面烧毁。

图3 电机瓦推力轴承等效图

解决办法


       1.由于故障发生的前提条件是该泵经过多次启停后,电机与泵的转子轴向距离增大到极限位置,在该情况下启动机泵。针对这一特点,避免上述故障的最简单力、法是在泵每次启动前,人为将泵和电机转子之间的距离恢复到标准位置(图2 S=5~7mm)。这样就避免了极限情况的出现,从而避免了上述故障。


        2.解决上述故障的彻底办法是改进联轴器。
        由于停泵时泵转子在外力作用下往高压端轴向窜动,而电机惰走时受的轴向力较小,只要选用齿式联轴器便尾以确保泵和电机转子之间的轴向距离在多次启停后仍符合运行标准。为了便于安装,我们请郑州机床研究所设计制造了以下齿轮联轴器,如图4所示安装时不需对原设备基础做任何改动。

     图4 新型齿式联轴器




效果 经过3年多测试和使用,办法1能满足要求,但较麻烦,额外增加了操作人员的工作量;办法2经过3年的试用,效果非常理想。


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