摘要：在田湾电站多年的检修中发现轴承缺陷是卧式多级离心水泵缺陷检修的一大难点和重点，在对其多次大修中总结出因轴承缺陷产生的设备故障、原因分析和处理方法。
1.径向轴承缺陷
1.1滑动轴承和轴之间有一定的间隙，其中瓦顶间隙0.10-0.18mm；瓦测间隙为0.05-0.09mm；如果瓦测间隙过小，泵在运转时泵轴和轴瓦之间的间隙无法形成润滑油膜，泵轴和下瓦的接触面积增大，摩擦导致轴承过热。多级卧式离心泵由于电机轴承为滑动轴承而无推力轴承承受轴向力，并且轴向窜量超过10mm，在多次单转电机维修和检查时，启动和停机时由于转子不水平产生轴向窜动，轴瓦处的轴肩撞击轴瓦端面造成轴瓦瓦面变高，导致瓦测间隙变小，泵轴和轴瓦接触角变大，摩擦过热，温度超标，温控探头报警。
处理措施：将轴瓦拆卸完毕后，按轴瓦内径尺寸绘制图纸提票加工假轴，将加工好的假轴放在上研磨轴瓦，刮瓦调整轴瓦间隙到合格范围内，可以将轴瓦的边缘带相对于乌金工作面降低0.1mm，防止由于转子窜动造成轴瓦乌金表面变形改变轴瓦和轴的接触状态，从而减少轴肩撞击轴瓦边缘处产生的变形对泵轴和下瓦接触面的影响。另外尽可能的减少电机空载的次数降低启动和停机时轴向窜动撞击轴瓦产生变形的几率。
1.2泵通流部件的对中不合格，导致动静间隙不均匀，甚至局部碰磨口环产生卡涩；
处理措施：调整通流部件的对中，拆卸3＃、4＃轴承室放油螺塞，将润滑油放到油盆中，拆卸轴承室上盖，取下径向轴瓦连接螺钉，取下上瓦，向上稍微抬动泵轴，翻动下瓦，拆卸下瓦上的温度探头，将上瓦放到泵轴上，贴和泵轴左右摆动，检查转子左右的偏差，用轴承室左右的顶丝调整左右对中，测量记录两端泵轴的全抬量，安装下瓦，检查此时轴的半抬量应约为全抬量的一半，用下轴承室壳体上的顶丝进行调整半抬量，两端抬量调整完毕，下瓦回装后，盘动转子，应灵活，无卡涩和异音。
2.泵推力轴承缺陷
以电站高压安注泵为例，轴瓦烧毁见照片，分析原因有：
高压安注泵推力瓦烧毁照片 高压安注泵推力盘照片
2.1轴向力平衡不足
从现场推力盘和推力瓦块的磨损情况来看，泵在运转时推力瓦块承受了较大的轴向力，造成推力盘和推力瓦块靠死、相互研磨。平衡盘作为多级泵主要的平衡装置，没有起到应有的轴向力平衡作用。
在实际工作中，泵在刚启动时，平衡盘尚未建立压力来平衡轴向力，结果可能造成启动瞬间平衡盘与平衡板的严重擦伤。为了保护平衡盘，承受启动时平衡力不足，多级泵增设一道推力轴承。推力轴承的承载能力为总的轴向推力30%，当泵在启动或停车过程中，平衡尚未建立足够压差时，叶轮的轴向推力由推力轴承完成。平衡盘两侧压差达到一定数值时，叶轮的推力则完全由平衡盘完成。现场高压安注泵在自由端设置了推力瓦块和推力盘，同时还有一道牒片弹簧，以起到保护平衡盘的作用。在平衡盘解体后发现，平衡盘与平衡板并未发生磨损现象，而推力盘和推力瓦块则严重磨损，可见推力盘部分有效的保护了平衡装置。
引起平衡盘故障，导致无法平衡轴向力的原因很多，主要有以下几个方面：
A.叶轮出口与导叶的对中心偏差
当叶轮与导叶对中心不好时，叶轮出口流体受阻并产生漩涡，引起出口压力P增大。多级泵各级尺寸是严格定位的，首级叶轮与导叶对中心不好时，余下各级叶轮与导叶对中心也不好，引起轴向力的累积增大。
B.平衡盘与平衡板的间隙或者瓢偏过大
由于平衡盘与平衡板的间隙或者瓢偏过大，引起从平衡盘间隙的泄漏量增加，如高压安注泵平衡盘间隙为0.4＋0.1mm过大，导致平衡室建立不了足够的压力而无法平衡轴向力。
C.平衡盘径向间隙偏小
平衡盘径向间隙偏小，引起从末级叶轮到平衡室的压降增大，使得平衡室压力降低，由于平衡盘后腔压力与泵进口压力相差不大，从而引起平衡力减小。
D.泵运行偏离设计工况
泵运转工况偏离额定工况较大，工作压力远大于额定压力，使轴向力大大增加。
此外，工作介质是否含有杂质，平衡盘的加工质量和安装质量的好坏，都会引起平衡装置的失效，导致平衡轴向力不足的后果。
2.2弹簧片瓢偏
弹簧片装置是和推力瓦块紧固在一起的，在泵运装过程中，特别是启泵和停车时候，抵消部分轴向力，以起到保护平衡盘的作用。但如果弹簧片出现瓢偏问题，就会引起推力瓦块和推力盘不完全接触，甚至是点接触或是线接触。由于泵的转速较高，轴向力较大，容易造成推力瓦块接触部分的首先烧毁，推力盘表面进行研磨的事故。
从现场推力瓦块磨损的情况看，8块推力瓦中有2块瓦的局部表面磨损情况最为严重，其他几块只是擦伤而已，可以解释为这2块瓦承受了较大的轴向力，从而导致瓦块磨损，前提是润滑油中没有杂质。
2.3润滑油问题
从轴承箱装配图上看，油冷器设置在轴承箱上边，润滑油在轴承箱下边进入推力盘，通过甩油装置把润滑油经回油孔送入轴承室，以此循环。推力瓦块出现烧毁事故，可能的原因就是润滑油到轴承上瓦后很快从上轴承室的壳体的孔流下下轴承室，润滑冷却效果不好。
3.消除缺陷所采取的措施：
1）平衡盘间隙调小
由于泵设计平衡盘间隙0.4＋0.1mm过大，根据生产厂家的试验报告和厂方提供的设备图纸等进行了分析研究讨论会，最后与俄方专家商议决定修改方案，将平衡盘间隙应修改为0.10＋0.05mm，平衡盘间隙减小后，P’的压力比 P0更大，产生的轴向平衡力也越大，使得平衡盘平衡轴向的能力加强，从而分担一部分轴向力，降低了启泵和停泵时轴向力对推力轴承载荷，起到保护推力盘的作用。
2）保证推力轴承和推力盘的贴合度
更换烧毁的推力瓦块，将推力盘的划伤进行车削后在研磨平台上研磨，在将推力盘和推力瓦进行对研，刮研推力瓦块，保证推力轴承和推力盘的贴合度不小于70％。这样保证了推力瓦和推力盘良好接触面，使之不会出现二次磨损。
3）牒片弹簧瓢偏修复
牒片弹簧是推力轴承保持平行接触的重要元件，防止因瓢偏产生点接触和线接触产成推力轴承非正常磨损，对牒片弹簧进行了磨削加工，确保推力轴承的瓢偏合格，并在牒片下方安装和加工余量等厚度的垫片，以保证弹簧片抵消轴向力能力。
4）轴承室和润滑油的处理
适当增加了润滑油油量，并将上下轴承室壳体上分别加装玻璃管油位计，可以在停泵和泵正常运行时分别在上下两个油位计上标出最低和最高油位刻线；为了加强油冷器的冷却能力，在上轴承室的回油孔上加装了节流套管，增大了通过回油孔循环的润滑油在上轴承室冷却的时间，提高对推力盘冷却润滑效果，改善润滑条件。
此外对轴承室进行了清理，更换了新的润滑油，并按照油务监督大纲的要求每季度对轴承室润滑油进行取样分析，化验油质是否合格，必要时进行更换。
4.结语
本文主要对田湾电站多级卧式离心泵轴承中出现的典型故障进行分析、归纳总结出故障类型和所对应的措施，为在实际生产中判断解决此类设备问题提供了理论和实践依据，对此类型离心泵轴承检修具有重要的参考价值。
参考文献
[1]王建华,刘明尧,王本德.平衡盘间隙流动分析及最佳刚度计算，水泵技术，2005.
[2]濮良贵主编.机械设计.北京：高等教育出版社，1991.
[3]关醒凡,朱荣生,黄道见,等.新型多级离心泵轴向力平衡装置试验研究[J].机械工程学报，1996.
论文作者:李强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/2
标签：推力论文; 轴承论文; 轴瓦论文; 瓦块论文; 间隙论文; 轴向论文; 叶轮论文; 《电力设备》2018年第7期论文;