给水泵联轴器“抱死”怎么办？

发布时间：2022-03-14

来源：公众号“通用机械”

滨海热电给水泵汽轮机为300MW汽轮发电机组锅炉给水泵驱动汽轮机，给水泵汽轮机轴与给水泵轴用齿套式联轴器联接。在几次维修中，给水泵齿套式联轴器在拆卸中均出现了困难，甚至两次出现给水泵联轴器“抱死”现象（联轴器无法从轴上拆卸出来），导致维修工期加长，损伤给水泵的轴，不仅在经济上造成一定损失，而且也影响了机组的安全稳定运行。

给水泵联轴器“抱死”现象

2013年给水泵由于流量不足芯包，返厂检查，厂家在对芯包进行拆卸时，水泵端联轴器出现了“抱死”现象。厂家采用边加热边用油泵加压未能使联轴器脱出，加压时由于压力过大导致两台油泵损坏。Z后，用拉马硬拉才将联轴器拆卸出来，但是导致水泵的轴端拉毛（见图1）、联轴器端面拉偏斜（见图2）。

图1 给水泵轴

图2 给水泵联轴器

2014年给水泵的一次烧瓦事故，检修人员在拆卸给水泵联轴器时也遇到了困难，拆卸时油泵压力已经达到Z大，各个接头已经开始出现漏油现象，同时加热，并用铜棒敲击也没有将联轴器取下，由于烧瓦导致泵轴已经报废，Z后将给水泵轴锯断取下联轴器。

给水泵联轴器“抱死”原因分析

1. 联轴器安装过程中清理工作不到位

由于给水泵联轴器与泵轴之间为过盈配合，如果清洁工作不到位、毛刺没有打磨干净，或者安装过程中有垃圾进入，在下一次检修拆卸过程中不仅会造成泵轴拉毛，很可能会出现联轴器“抱死”现象。

2. 联轴器壁厚过大

联轴器壁厚在满足扭矩要求的条件下如果壁厚过大可能对拆卸拆卸过程有很大的影响，具体的影响如下。

1）联轴器的壁厚过大会导致在加热过程中温度上升很慢，在加热联轴器的同时轴也在跟着升温。联轴器壁厚过大，升温时间太长，当联轴器到达适当温度时，泵轴的温度也已经升得过高，这样就会使得泵轴与联轴器同时膨胀造成“抱死”现象。

2）联轴器壁厚越大，抵抗变形的能力就越强，用油泵打压使之脱出就越困难，有时油泵压力达到Z大也不能使联轴器从水泵轴上脱出。

3. 联轴器加工偏差大

联轴器内径如果偏小，在拆卸的时候就会遇到困难，由于过盈量过大使得摩擦力增大造成“抱死”现象。浙江浙能绍兴滨海热电有限责任公司的齿套型联轴器为圆筒形联轴器（见图3），2013年给水泵返厂检修时，厂家将联轴器拆卸下来之后，测量联轴器内径及泵轴外径，联轴器实测内径为84.76mm，而泵轴联轴器端的内套直径是85mm，联轴器的过盈量要求为0.18~0.21mm，实际情况是泵联轴器过盈量是85-84.76=0.24mm。

图3 给水泵端联轴器图样

给水泵联轴器“抱死”改型方案

给水泵联轴器出现“抱死”现象后，检修人员曾向生产厂家请教了给水泵联轴器“抱死”的解决方法，生产厂家给出了的解决方案为换黏度大的导轨油，但是在联轴器拆卸过程中，压力已经达到油泵Z大压力，即使更换导轨油也不会有明显的效果，压力加的过高也存在着安全隐患，不建议采用此种方法。

三次对给水泵联轴器的拆卸工作，两次出现“抱死”现象，一次芯包返厂维修，给水泵轴端拉毛、联轴器端面拉偏斜；另一次将给水泵轴锯断，这不仅影响了检修工作的正常工期，而且也造成了一定的经济损失。若继续使用齿套联轴器对给水泵的检修工作可能造成以下影响。

1）联轴器拆卸困难，强行拆卸会损伤泵轴，对设备造成一定损坏。

2）联轴器在拆卸过程中若出现“抱死”现象，由于没有配备车床，芯包必须返厂才能将联轴器取下，会使得检修工期加长，同时芯包返厂会产生额外的维修费用，提高了检修成本。

3）影响机组的安全稳定运行，如果给水泵发生紧急情况，联轴器取不下来，导致芯包返厂维修，迫使机组降低负荷运行，严重影响安全生产，所以建议更换联轴器。

综上所述，决定将给水泵汽轮机联轴器更换成叠片式联轴器。

叠片联轴器是一种补偿小偏移的弹性联轴器?这种联轴器依靠薄金属片的弹性变形来补偿角位移和轴向位移。它的结构比较简单，不需要润滑、安全可靠、装拆方便且使用寿命长。

相对齿套联轴器，叠片联轴器具有以下优点：使用叠片联轴器不需要用润滑油，可以简化?水泵汽轮机的润滑油系统；在满足扭矩要求的情况下，叠片式联轴器壁厚相比齿套式联轴器要薄，在拆卸联轴器时不论是加热还是打压都很容易使联轴器膨胀；叠片式联轴器拆装方便。齿套式联轴器在拆装时，需要拆很多螺栓，而且中间的齿套在联接的时候还需要键的配合，装配时费时费力；叠片式联轴器具有一定的补偿能力，利用弹性变形可补偿≤1°的角位移和≤2.5mm的轴向位移。

改型后的成效

2014年10月将给水泵齿套式联轴器改型为叠片式联轴器，更换联轴器后运行状况良好。在2015年9月，将其他给水泵联轴器也改型为叠片式联轴器，运行状况良好，无任何异常情况发生。

1. 解决联轴器“抱死”现象

给水泵联轴器改型后经过两次检修，拆卸联轴器均非常顺利，液压油泵加压至160MPa后，联轴器就从给水泵轴端弹出，不需进行加热和用铜棒敲打，彻底解决了联轴器拆卸过程的“抱死”现象。

2. 降低了给水泵变负荷时的轴振幅值

给水泵联轴器未改型之前，由于齿套式联轴器吸收振动较差，在给水泵变负荷瞬间，造成给水泵轴振瞬间升高，如图4所示，严重会造成给水泵烧轴瓦。自投产以来4台给水泵前后烧过4次轴瓦，其中2次给水泵轴报废，造成严重的经济损失。自2014年给水泵联轴器改型后，给水泵在变负荷瞬间，轴振变化很小，如图5所示，4台给水泵未出现过烧瓦事故，截止目前运行状况十分良好。

图4 联轴器改型前给水泵轴振曲线

图5 联轴器改型后给水泵轴振曲线

3. 维护注意事项

给水泵联轴器改型成功后，虽然解决了拆卸过程中的“抱死”现象，降低了给水泵变负荷时轴振幅值，但也带来了新的问题。

1）叠片式联轴器安装精度比齿套型联轴器高。虽然叠片式联轴器具有一定的补偿能力，但是其轴向补偿能力要远小于齿套式联轴器。现场实际安装时，要预先准确地测量出给水泵联轴器和小汽机联轴器的端面距离，并考虑到热态给水泵轴及小汽机轴向中间的膨胀约为4mm，根据中间节长度来调整联轴器中间节和半联轴器中间垫片个数。

2）叠片式联轴器需要定期检查叠片运行情况。叠片起到吸收振动的作用，运行工况相对比较恶劣。维护人员需要定期地检查叠片是否严重变形、破损，如叠片出现严重变形、断裂需要立即更换。

结语

联轴器是联接不同机构的两根轴以传递扭矩的重要部件，特别在高速重载的场合中尤为重要。联轴器在拆卸过程中如果出现“抱死”现象，轻则联轴器报废，重则整根轴报废。联轴器无法从轴上取出，一般是由于制造、安装工艺等多种原因造成的，往往很难避免。所以，联轴器正确的选型和安装就显得尤为重要。每种联轴器都有其优点和缺点，联轴器在改型后，要跟踪使用情况，根据其不足，增强对其必要的检修和维护十分重要。

以上节选自《通用机械》2020第7期

滨海热电给水泵联轴器“抱死”问题的分析与解决

作者：孙海龙 李丰均 王小文