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80KG—97A型矿浆泵断轴及轴承损坏原因分析与处理
摘要：针对80KG—97A型矿浆泵断轴事故及轴承经常损坏的原因进行全面的分析，并提出了相应的整改和预防措施，经实践证明效果良好。
关键词：矿浆泵 泵轴 轴承
一、前言
80KG—97A型矿浆泵适用于输送含有固体颗粒的液体，是我厂瓦斯泥污水处理系统的主要设备之一，其主要作用是将高炉排放的带有腐蚀性污水抽往厢式压虑机装置，在压力下进行泥水分离，由于泵体本身设计及施工人员安装等多方面的原因，该泵自投产后一直未能稳定运行，并多次出现轴承损坏，甚至于断轴事故。后经分析总结，在找准原因后采取了一系列的处理及预防措施，解决了断轴事故和轴承损坏的再次发生。
二、断轴事故及轴承损坏原因分析
（一）泵的运行状态
80KG—97A型矿浆泵属单级单吸悬臂式耐腐蚀离心泵，其性能参数（如表1—1）。该系统共两台机组，由于生产工艺的缺陷和污水处理的特殊性，两台机组需要同时运行，将两个Φ12浓缩池污泥抽到厢式压虑机进行处理，两台机组频繁出现轴承损坏，平键两侧拉伤，甚至轴断裂，使检修与运行十分被动，造成生产紧张。
表1—1
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型号 |
流量
（m3/h） |
扬程
（m） |
转速
（r/min） |
功率 |
效率
（％） |
叶轮直径
（mm） |
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轴功率
|
电机
功率
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80KG—97A
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50 |
97 |
2900 |
20.42 |
37 |
56 |
275 |
(二)断轴原因
1、泵轴结构设计不合理
泵轴材质为优质45碳素钢，断轴处发生在付叶轮端第一个轴肩根部，而且断面粗糙、平齐，无任何旧裂纹痕迹，轴肩根部为直角联接，无圆弧过渡，且轴肩根部有一退刀槽（如图1—1），由材料力学知识可知，这一结构设计会导致泵轴受力后出现“应力集中”，当泵轴以2900r/min高速带负荷运转时，产生巨大的剪应力就集中在轴肩直角处，使该处称为薄弱环节，当该剪应力超过轴肩处的许用剪应力时就会导致泵轴从该处断裂。
 图1—1
2、安装精度差
在现场检测中发现泵与电机轴心线不重合（即两轴不同心），导致这一原因是安装施工时未对泵与电机进行找正，泵轴心线高于电机轴心线，由于泵与电机两轴的不重合，当泵与电机高速旋转时，泵轴因不同心导致振动、扭矩加大、轴承磨损加快，当扭矩超过轴的极限允许值或轴承损坏后发现不及时，泵轴就会在最薄弱环节超负荷而断轴。
（三）轴承损坏原
1、联轴器与平键联接不合理
在现场拆卸中发现联轴器与轴配合长度短了50mm，见图2—2。由于此泵转速高、压力大、载荷重，又由于生产工艺的限制，矿浆泵要频繁启动和停止。联轴器和轴接触面积不够，引起联轴器磨损，平键两侧面拉伤，严重时轴承加速磨损，直至损坏，造成系统不能正常生产。
图2—2
2、轴组轴向间隙调整不当
拆卸轴组时，发现轴在轴箱中轴向窜动量大，拆下靠泵端轴组法兰盘，经测量，轴箱中窜动量0.60mm，间隙过大，泵高速旋转时，产生很大离心力，引起泵振动，加速轴承磨损，轴承使用寿命缩短。严重时，轴承损坏。
三、处理措施
针对以上分析得出的判断原因，采取以下处理措施：
（一）根据泵轴结构设计不合理这一情况，对泵轴进行重新加工，泵轴材质仍选用优质45碳素钢。对泵轴结构予以改变，即将原泵轴各轴肩处的直角联接改为圆弧过渡，圆弧半径取R3，见图1—1，提高轴的表面质量，这样就彻底消除泵轴的应力集中现象，解决了泵轴断裂问题。
（二）由于泵高于电机，松开电机螺栓，在电机底座加上合适的调整垫片。用刀口平尺在两联轴器外圆上、下、左、右检查，用塞尺测其均匀缝隙不超过0.1mm。两联轴器接触后保持2mm间隙，一周内不均匀允差0.3mm，从而解决两轴心不重合，防止轴断裂。
（三）增加轴的长度，重新铣键槽，制作好平键，轴、键和联轴器过盈联接，保证轴与联轴器无相对位移；轴和联轴器接触面积增加，保证系统正常运行。
（四）轴组装配重点，用热装法将轴承装入轴上位置，用铜棒轻敲轴承内圈将轴和轴承装入轴承座合适位置，用端面双向固定，用压铅丝法测量轴组轴向间隙，间隙过大易振动，间隙过小，轴垫发热，热膨胀引起轴承抱轴，轴向窜动量应符合要求。盘动联轴器轴承转动应灵活，如轻重不均匀，须找出原因，并消除。
四、结束语
出来以上主要原因及其相应预防措施外，针对轴承损坏采取相应预防措施，如润滑油脂应干净、无杂质。经过全面的检查、分析，摸清并解除了该泵“病根”，时污水处理系统生产日趋正常，减少了检修次数和劳动强度，保证了设备运行周期。
参考文献
[1]张定华. 工程力学［M］. 北京：高等教育出版社，2002
[2]胡家秀. 机械基础［M］. 北京：机械工业出版社，2005
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