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立式液下长轴泵联轴器的改进

发布时间：2013-01-28 浏览次数：664

　　摘　要：立式液下长轴泵的联轴器是一个重要的部件，在以往使用套筒联轴器的基础上，为了使联轴器拆装方便，降低维修时的工作量及成本，本文对其进行了问题分析并提出了改进，使原来联轴器的过盈配合改为现在的间隙配合，有效地消除泵的稳定性大大增强。改进后维修成本降低，使用寿命也大大的增加。
　　关键词：套筒联轴器；分析改进；成本降低
　　富春江冶炼有限公司污水处理总站使用的液下立式长轴泵是使用了很长的年限，该型泵具有较多的优点，节能效率高是它Z大的优势。同时该泵也存在一些缺点，主要是套筒联轴器装配困难，故障率较高，维修时经常损坏套筒联轴器，对工业生产造成的很大的影响。
　　1　结构及工作特点
　　1.1长轴泵的结构　
　　立式长轴泵传动装置部分，包括弹性柱销联轴器、电机轴、传动轴、叶轮轴、联轴套(套筒联轴器)，调整螺母、推力轴承、导轴承、轴套等。其结构如图1所示：

　　1.2工作特点
　　立式长轴泵泵头是淹埋在液下工作的，下泵深度一般为几米，因此采用一根轴是不现实的。不论采用滑动轴承或采用滚动轴承，其泵轴都是分成几段，每段之间用联轴套(套筒联轴器)进行联接，其中与电机相联的称电机轴，Z下部装叶轮的为叶轮轴，位于电机轴与叶轮轴之间的统称为传动轴。
　　1.3套筒联轴器及其功能
　　套筒联轴器的功能，主要有两个方面：一是把各段轴联接起来，并且能够保证各段轴同心；二是传递扭矩，由电机产生的扭矩要通过各段轴、套筒联轴器传递到叶轮上，使叶轮对液体做功，因此套筒联轴器在长轴泵上是非常重要的零件。套筒联轴器与轴的配合精度要求相当高，一般为H7/h6，其配合的表面粗糙度为Ra1.6以上，轴颈与套筒联轴器的内圆都必须进行精磨加工。
　　2　存在问题及分析
　　因套筒联轴器与轴的配合间隙很小，同时为了传递扭矩和保证两轴的同轴度，套筒联轴器做的比较长；加上长期淹埋水下工作，产生锈蚀等原因，这种套筒联轴器的装配、拆卸相当困难。在维修中一般都是采用破坏法，即采用气割、锤击等方法破坏掉套筒联轴器，但这种方法往往还会伤及到轴颈。每次维修时下来的轴、套等零件都不能继续使用，必须更换新的。因此成本加大，工作量也大，周期长、工人劳动强度高。另套筒联轴器内孔与轴颈外圆配合间隙是一固定值。从使用角度来讲，这一间隙是越小越好(甚至过盈配合)，这样才能使泵整个转子的同心度、刚性都比较好，泵运转平稳，使用寿命长。但过小的配合间隙会造成加工制造上的困难和成本高，而采用过盈配合时，则必须用加热套筒联轴器来进行装配，这种配合的套筒联轴器拆卸起来更加困难。如果套简联轴器与轴的配合间隙过大，则会引起泵转子不同心，泵运转中的轴偏摆较大，加快4F轴承的磨损，这样将直接导致泵的振动、噪声增大，泵内导轴承磨损加剧，从而降低泵的效率，同时严重危及泵的安全运行。因此套筒联轴器与轴的装配是一项重要环节。必须对套筒联轴器提出改进。
　　3　改进措施
　　对套筒联轴器改进的原则是，即要保证轴的同轴度又能有效传递扭矩，拆卸方便快捷。套筒联轴器与轴颈的配合仍采用以前的圆柱面配合，配合公差为H7/h6。．在套筒联轴器按正常工艺加工后，将其沿轴向剖开0.5-1mm左右的一条缝，一半剖开，另一半不剖开，剖开的方法采用线切割工艺。在套筒联轴器有剖缝一边的外圆周上，按与剖缝面(轴中心线)垂直的方向，沿轴向间隔均匀地加工出4-8个孔，一半圆孔加工成沉孔，另一半的孔加工成螺纹孔，用于紧固套筒联轴器之用(孔的数量由泵大小及功率而定)。一般用内六角圆柱头螺栓将套筒联轴器被剖分一侧压紧，为了防止松脱，可加上弹性垫圈。在实施过程中，应保证加工出的沉孔、钻孔、攻丝去除的金属质量与加上的螺栓、弹性垫圈的质量相等，只有这样，才能保证平衡，防止引起附加振动。因套筒联轴器的一边是剖开的，故装配时十分容易。只需将分半卡环卡在两轴槽内，将套筒联轴器先套在轴上(因一侧张开，在弹性变形范围内，将套筒联轴器套在轴上是比较容易的)，装配到位，然后用内六角螺栓将套筒联轴器被剖开的一边紧固死，并用密封胶封住螺栓的孔。在出现故障需要拆卸时，只需把密封胶剔掉，拧松螺栓即可。改进前后的套筒联轴器图2所示：

　　4　改进效果
　　改进后的套筒联轴器可以有效地消除联轴器之间的配合间隙，可以使之Z终达到为零。这样整个转子对中性好，刚性好，加上充分考虑到了套筒联轴器的平衡问题，因此泵的运行是十分平稳的。套筒联轴器改进后的立式长轴泵运行一年来，从运行情况来看，效果十分理想。装配拆卸方便、快捷，维护简单，效率大大提高，改造前维修人员需要2-3天的时间才能完全拆装一台长轴泵，而改造后只需一天，同时维护周期大大缩短；由于维修时拆卸套筒联轴器方便容易，且不会造成套筒联轴器及轴的损伤，因此零件利用率高提高，备件数量消耗相应减少，降低了生产成本；改造后的长轴泵紧固性好，因此运转平稳、震动噪音小，平均无故障工作时间大。根据2008年3月改造前后12个月的各项数据的对比(见表1)，说明立式长轴泵的改进产生了明显的经济效益。

　　5　结语
　　富春江冶炼有限公司污水处理总站立式液下长轴泵全部采用了此项改进技术，改进后的泵体故障率大大降低，保证了污水处理各项生产用水和正常运行。主要具有以下几方面特点：
　　（1）泵体拆卸简单、方便，避免了橡胶轴承的磨损及更换时对联轴器及轴的损坏；
　　（2）采用了螺栓紧固方式，使套筒联轴器与轴的配合间隙极小，有效地防止了振动；
　　（3）改进后的泵至今运行良好，效果显著未出现因振动大而磨损轴承，减少了维护人员的工作量。
　　6　参考文献
　　[1]成大先．机械设计手册．第二版．北京：化学工业出版社，2002868-869
　　[2]郭学陶，机械设计[M] ，北京: 航空工业出版社, 1992
　　[3]陈宏均，实用钳工手册，机械工业出版社