凝结水泵推力轴承温度高的原因有哪些
1、凝结泵是输送凝结水的,凝结水本身温度就高,而凝结泵轴承用黄油润滑,无法及时散热,凝结水温度通过轴传到轴承与轴承运转时产生的温度叠加,温度升高;
2、凝结泵注油方式是通过轴承室顶部加油嘴注入,再经过两侧小导槽分别进入两侧轴承,在进入轴承之前汇集于两侧的小空间,如果轴承室端盖与轴之间的密封较好的话,可能进入轴承,但如果密封较差,黄油就会被挤出轴承室而不进入轴承,轴承缺油,温度升高;
3、我厂100NB60凝结泵现一直使用的是7306止推轴承,我一直在怀疑为何非要使用此轴承,后来经过几次拆装后发现7306止推轴承安装时大口朝向两侧,小口朝内,这种安装方式利于润滑油在加注时顺利通过两侧导槽进入轴承,而使用普通轴承,由于轴承两侧厚度一般,加注效果较差,但经过几次试验后发现使用7306止推轴承效果并没有提高多少,轴承在安装时加注的黄油,待运行过程中使用完毕后,后续加注的黄油无法注入轴承,轴承温度可高达70℃,因此轴承的使用寿命平均为2-3个月,而且轴承在拆卸后因散架便无法继续使用,虽然轴承较为便宜,但长年累月费用也不是一个小数字;
4、在处理1#机1#凝结泵时,我刻意在两盘轴承中间增加了一个垫片,拉开两盘轴承间的距离,目的是使黄油在加注时不要通过两侧进入轴承,而是通过中间向两边挤压,这样黄油可完全通过轴承转动接合面对其进行润滑,而且解决了必须在停泵状态下才能加油的现状;
5、轴套密封圈经常漏水的问题,叶轮与泵轴之间没有密封圈,凝结水便可通过叶轮与轴之间空隙窜入轴套内,如果叶轮锁母没有旋紧,凝结水便从密封圈靠泵侧漏出来。另外,轴套与叶轮之间原有方形键固定,但轴套键槽口较大,这样就与轴之间形成相对距离较小的旋转位移,位移对密封圈造成摩擦,使密封圈磨损而泄漏;最近发现1#机1#凝结泵轴承室漏水,原因是凝结水从密封圈靠轴侧的内圈漏到轴承套,因轴承套较短,未能延伸至轴承室端盖外,凝结水就进入了轴承室,温度较高的凝结水冲散了黄油,轴承缺油温度升高;
6、此泵的轴承安装于轴承套上,轴承套与轴套安装在泵轴上,而泵轴上部没有限位,是一个通直的圆柱结构,泵窜轴现象严重,因轴套由盘根密封,在轴向也有较大的力矩,泵产生窜轴严重时,轴套会与轴脱离产生摩擦,密封圈磨损后,距离加大,窜轴更为严重,目前虽未发生,但一旦发生,叶轮、泵壳、轴套和轴都会发生剧烈的摩擦,甚至靠背轮和轴承室之间也会发生摩擦,后果可想而知。
一般在泵轴上设有多组径向轴承,用以支撑轴的旋转时,隔绝轴与泵体的接触,通常采用深沟球轴承,根据旋转速度及应用场合,可选用普通深沟球轴承,密封型,或耐高温,耐低温,超高转速,绝缘型等等。
在泵轴有轴向压力的场景时,也可在轴的内螺母端,增加设置一组推力轴承,用以支撑轴的旋转时,隔绝轴与泵体的接触。
一、推力轴承
对于轴向力不大的小型泵,采用推力轴承承受轴向力,通常是简单而经济的方法。即使采用其他平衡装置,考虑到总有一定的残余轴向力,有时也装设推力轴承。
二、平衡孔或平衡管
如图1所示,在叶轮后盖板上附设密封环,密封环所在直径一般与前密封环相等,同时在后盖板下部开孔,或设专用连通管与吸入侧连通。由于液体流经密封环间隙的阻力损失,使密封下部的液体的压力下降,从而减小作用在后盖板上的轴向力。减小轴向力的程度取决于孔的数量和孔径的大小。在这种情况下,仍有10~15%的不平衡轴向力。要完全平衡轴向力必须进一步增大密封环所在直径,需要指出的是密封环和平衡孔是相辅相成的,只设密封环无平衡孔不能平衡轴向力;只设平衡孔不设密封环,其结果是泄漏量很大,平衡轴向力的程度甚微。
平衡孔示意图
采用这种平衡方法可以减小轴封的压力,其缺点是容积损失增加(平衡孔的泄漏量一般为设计流量的2~5%)。另外,经平衡孔的泄漏流与进入叶轮的主液流相冲击,破坏了正常的流动状态,会使泵的抗汽蚀性能下降。为此,有的泵体上开孔,通过管线与吸入管连通,但结构变得复杂。
采用上述平衡方法,轴向力是不能达到完全平衡的,剩余轴向力需由泵的轴承来承受。用平衡孔平衡轴向力的结构使用较广,不仅单级离心泵上使用,而且多级离心泵上也使用。但由于轴向力不能完全平衡,仍需设置止推轴承,且由于多设置了一个口环,因而泵的轴向尺寸要增加,因此仅用于扬程不高,尺寸不大的泵上。
三、双吸叶轮
单级泵采用双吸式叶轮后,因为叶轮是对称的,所以叶轮两边的轴向力互相抵消。但实际上,由于叶轮两边密封间隙的差异,或者叶轮相对于蜗室中心位置的不对中,还是存在一个不大的剩余轴向力,此轴向力需由轴承来承受。
四、背叶片
泵背叶片是加在后盖板的外侧,即相当于在主叶轮的背面加一个与吸入方向相反点的附加半开式叶轮,如下图。为了便于铸造,这种背叶片通常都是做成径向的,也有做成弯曲的。叶轮加背叶片之后,背叶片强迫液体旋转,液体的旋转角速度增加,改变了后盖板的压力水头分布减小了不平衡力。剩余轴向力仍需由轴承来承受。
背叶片示意图
背叶片除平衡轴向力外,同时能减小轴封前液体的压力。装背叶片泵的扬程大约提高1~2%,使泵效率下降2~3%。背叶片还有防止杂质进入轴封的功能,输送含杂质液体的泵中常采用。
五、叶轮对称布置
该方法主要用于多级泵。泵的所有叶轮平均分为两个方向布置,面对面或者背靠背地按一定次序排列起来(如下图),可使轴向力相互平衡。
叶轮对称布置示意图
布置叶轮的原则是:
(1)级间过渡流道不能很复杂,以利于铸造和减小阻力损失;
(2)两端轴封侧应布置低压级,以减小轴封所受的压力;
(3)相邻两级叶轮间的级差不要过大,以减小级间压差,从而减小级间泄漏。
节段式泵对称布置可平衡轴向力,但级间泄漏增加。对称布置叶轮,只有在结构完全相同的条件下,才能完全平衡,当各级的轮毂轴台不同时,也将产生一定的轴向力。
六、平衡鼓
平衡鼓是个圆柱体,装在末级叶轮之后,随转子一起旋转。平衡鼓外圆表面与泵体间形成径向间隙。平衡鼓前面是末级叶轮的后泵腔,后面是与吸入口相连通的平衡室。这样作用在平衡鼓上的压差,形成指向右方的平衡力,该力用来平衡作用在转子上的轴向力。
七、平衡盘
平衡盘可在不同工况自动完全地平衡轴向力,故广泛地应用于多级离心泵。如图5所示,在轴套与泵体间存在一个间隙,在盘端面与泵体间有一个轴向间隙bo,平衡盘后面有与泵吸入口相通的平衡室。径向间隙b前的压力是末级叶轮背面的压力p,液体经过间隙b后,压力降低为p',径向间隙的压力降为△p1=p-p',液体通过轴向间隙b0后,压力再下降至po轴向间隙两端的压力降为△p2=p'-po,其中po和泵吸入口的压力接近。整个平衡盘装置的压力降为△p=△p1+△p2。这样,在平衡盘上作用一个平衡力,方向与泵的轴向力相反。
平衡盘示意图
平衡盘的工作原理是:
当轴向力大于平衡盘的平衡力时,离心泵转动部分向左移,轴向间隙bo随之减少,流体流过间隙的阻力加大,整个平衡装置的总阻力系数也因此加大。但是,△p不变,所以泄漏量q减少,结果是△p1减少而△p2增大,从而增加了平衡力,随着转动部分不断向左移动,平衡力不断增加,到达某一位置时,平衡力和轴向力达到平衡。当轴向力小于平衡力时,转动部分向左移动,与上述过程相反,也使离心泵处于轴向平衡状态。所以装有平衡盘装置的离心泵,一般不配止推轴承。
潜水泵的轴承将承受转子的自重、泵运行时附加的径向力与轴向力等,轴承损坏后,潜水泵的密封、叶轮口环等很快失效。小功率潜水泵常采用两个滚动轴承,下轴承兼作推力轴承;中等功率潜水泵下端采用滚动轴承与推力轴承联合使用的方法;大功率潜水泵甚至采用圆柱滚子轴承及一对圆锥滚子轴承以承受径向力及轴向力。下轴承与转轴一般应卡死,避免潜水泵运行时主轴的轴向窜动。
水泵开动前,会先将泵和进水管灌满水,水泵运转后,在叶轮高速旋转而产生的离心力的作用下,叶轮流道里的水被甩向四周,压入蜗壳,叶轮入口形成真空,水池的水在外界大气压力下沿吸水管被吸入填充了这个空间。进而吸入的水又被叶轮甩出经蜗壳而进入出水管。
对于水泵密封圈利用离心力将冷却剂在旋转时向外泵送,而又同时不断从中心点抽出。水泵的进口靠近中心,使从散热器返回的冷却剂敲打泵叶片,然后叶片将冷却剂从泵外送入发动机。便使得泵中留下的冷却剂首先流过发动机缸和缸盖,然后通过散热器最终回到泵。水泵轴承密封圈的特点有:(1)水泵轴承密封圈各种密封唇设计,如双唇。
(2)水泵轴承密封圈特殊配方的弹性体和粘结剂。
(3)水泵轴承密封圈安|全和弹簧加载轴向防垢唇。
(4)水泵轴承密封圈在整个轴承使用寿命中始终拥有良好的油脂保持力。
(5)水泵轴承密封圈粘结能力强且拥有抗乙二醇性能。
1、推力轴承损坏。
2、轴承没被端盖压靠,即存在间隙。
除以上两个原因外,正常的滚动轴承由于存在轴向游隙,也会引起窜动,大致在0.20~0.50毫米之间,大一点的泵窜动较大,小一点的泵窜动较小