摘 要：離心式水泵（簡稱“離心泵”）是一種利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪葉片帶動水的離心運(yùn)動的抽水機(jī)械。泵軸是離心泵的關(guān)鍵部件，常見的故障形式有軸頸拉鉤及磨損、泵軸的彎曲、軸頭螺紋損傷、鍵槽損壞。如何正確的修復(fù)故障，恢復(fù)泵軸的正常使用，就顯得至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：離心式水泵；泵軸；故障；修復(fù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.037

1 概述

離心式水泵（簡稱“離心泵”）是一種利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪葉片帶動水的離心運(yùn)動的抽水機(jī)械。離心泵的基本構(gòu)造由泵體、葉輪、泵軸、軸承，密封環(huán)，填料函等組成。離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，難免會出現(xiàn)各種各樣的故障。泵軸不但支撐著所有套裝在泵軸上的零部件，而且通過泵軸傳遞扭矩，是離心泵的一個核心部件。對于泵軸出現(xiàn)的故障及時(shí)準(zhǔn)確的判斷出來，是保障生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行的重要手段。

2 泵軸故障的主要形式及修復(fù)

2.1 軸頸拉鉤、磨損、偏磨

水泵泵軸一般是由優(yōu)質(zhì)碳鋼經(jīng)過鍛造后切削加工而成。對于單級單吸離心式水泵泵軸的軸承通常采用滾動軸承。由于泵軸和滾動軸承內(nèi)圈的采用間隙配合，泵軸的和軸承間存在微小的相對滑動，當(dāng)潤滑不良無法形成潤滑油膜或潤滑油中帶入了鐵屑、砂粒等雜質(zhì)，就會對泵軸軸頸造成擦傷或磨出溝痕等損傷，一般采用堆焊、鍍鉻、熱噴涂等形式進(jìn)行修復(fù)，然后用車或磨的方法加工成標(biāo)準(zhǔn)直徑。此外，伴隨軸彎曲而產(chǎn)生的，還有軸徑偏磨故障的產(chǎn)生。

（1）堆焊修復(fù)。對于泵軸的堆焊修復(fù)，通常使用冷堆焊形式。在堆焊前，先將要堆焊部位進(jìn)行打磨除掉表面缺陷及其周圍一定范圍內(nèi)的油銹，然后進(jìn)行冷堆焊修復(fù)。這種冷堆焊修復(fù)不會造成軸徑的變形，不需要進(jìn)行退火處理，其修復(fù)后軸徑的耐磨性、耐熱性、耐蝕性都會超過原軸徑的性能。為保證補(bǔ)焊強(qiáng)度和堆焊層的均勻，在施焊使焊接位置為垂直轉(zhuǎn)動或水平轉(zhuǎn)動焊。堆焊時(shí)，前后堆焊層至少重疊

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（2）鍍鉻修復(fù)。先用鋼絲刷或砂布打磨需要鍍鉻修復(fù)的部位，清除表面疏松的氧化物，露出基體金屬，然后進(jìn)行尺寸測量并清洗。對泵軸進(jìn)行局部絕緣處理后鍍鉻，然后通過車或磨的方式恢復(fù)其軸頸的原尺寸、精度。鍍鉻層厚度一般應(yīng)大于等于0.3mm。

（3）熱噴涂修復(fù)。熱噴涂修復(fù)主要由表面預(yù)處理、 預(yù)熱、噴涂、噴涂后處理四個步驟組成。

1）為保證噴涂層的質(zhì)量對于出現(xiàn)表面損傷的軸頸首先要進(jìn)行表面預(yù)處理。表面預(yù)處理的步驟通常依次為有機(jī)溶劑清洗、加熱脫脂、車螺紋、滾花、電拉毛。有時(shí)，為了提高涂層與軸頸表面的結(jié)合強(qiáng)度，需先在軸頸表面噴涂鎳基材料作為黏結(jié)底層。

2）噴涂首先根據(jù)泵軸材質(zhì)、轉(zhuǎn)速、自重等因素選用的噴涂材料。在噴涂時(shí)，主要考慮的因素有泵軸旋轉(zhuǎn)速度、噴槍移動速度、涂料噴射距離以及噴涂使用氣體壓力。

3）噴涂后的軸頸要作滲油處理，使?jié)櫥湍茌^多地滲入噴涂層，后將泵軸在車床上進(jìn)行車削加工，恢復(fù)軸頸的尺寸和精度要求。

2.2 泵軸的彎曲

泵軸的彎曲修復(fù)主要的處理方法有冷校直法和熱校直法兩種。當(dāng)泵軸出現(xiàn)彎曲變形后，先要測定彎曲的量值，后根據(jù)泵軸材料、直徑、長度和彎曲量等因素，確定泵軸修復(fù)的具體方法。

（1）冷校直法。泵軸的冷校直常用的有螺旋千斤頂校直、壓力機(jī)校直、捻棒敲打校直。通常應(yīng)用于泵軸較短、彎曲量不大的場合。在固定時(shí)，軸徑或受力位置要用一定厚度的綿紗或墊銅皮做防護(hù)，保證接觸面不受損傷。

1）螺旋千斤頂校直。當(dāng)泵軸的直徑為d≤55mm時(shí)，可以采用螺旋千斤頂較直。在校直時(shí)，第一次頂壓目測平直后，保持15min左右；第二次頂壓泵軸軸線向原彎曲的反方向略有彎曲，保持20 min后，解除壓力。如果目測泵軸軸線已達(dá)平直，再進(jìn)行直線度檢測。這種方法的精度可達(dá)到每米0.05-0.15毫米。

2） 壓力機(jī)校直。當(dāng)泵軸的直徑d>55mm時(shí)，可用壓力機(jī)校直。在校直過程中，將泵軸凸面向上并兩端固定，以免滑脫出去。在固定時(shí)，軸徑固定兩端和壓力機(jī)壓點(diǎn)位置要用一定厚度的綿紗隔開。然后，用壓力機(jī)壓住凸起頂點(diǎn)，向下頂壓，直到泵軸校直為止。

3） 捻棒敲打校直。當(dāng)泵軸的直徑較大，可以捻棒敲打校直的方法處理。在對泵軸捻打時(shí)，需將泵軸凹面向上，兩端用拉緊裝置向下加壓，然后利用1-2公斤重的捻棒敲打泵軸。

（2）熱校直。泵軸的熱校直常用的有局部加熱校直、內(nèi)應(yīng)力松弛法校直、機(jī)械加熱校直。通常應(yīng)用于泵軸較長、彎曲量大的場合。

1） 局部加熱校直。對于直徑較大的泵軸，多采用局部加熱校直。校直時(shí)，先將泵軸放在兩支承架上，凸面向上，并在泵軸的最大彎曲處用濕石棉布包扎（濕石棉布沿泵軸的方向開有長方形缺口），然后用噴燈或氣焊急熱。加熱的溫度要比泵軸的臨界溫度低100℃左右。

2）內(nèi)應(yīng)力松弛校直。對于大直徑的泵軸，多采用內(nèi)應(yīng)力松弛校直。校直時(shí)，先將泵軸放在兩支承架上，凸面向上，利用感應(yīng)線圈加熱泵軸彎曲位置，并在凸面向下施加一定載荷，當(dāng)目測泵軸軸線已平直時(shí)，卸除載荷。對于校直后的泵軸也應(yīng)進(jìn)行退火處理。

3）機(jī)械加熱校直。對于直徑較小的泵軸，多采用機(jī)械加熱校直。校直時(shí)，先將泵軸固定在兩支承架上，凸面向上，然后用外加載荷使彎曲軸向下壓，然后再在凹面位置加熱，實(shí)現(xiàn)泵軸的校直。

2.3 軸頭螺紋損傷

如果泵軸軸頭螺紋損傷較輕時(shí)可以使用螺紋套口做簡單修復(fù)。對于損傷嚴(yán)重的泵軸軸頭螺紋，先將泵軸軸頭處螺紋車掉，再壓裝襯套，后在襯套上車出螺紋；也可用在軸頭螺紋處實(shí)施堆焊，再車削出螺紋。

2.4 鍵槽壓饋

鍵槽在泵軸上主要起到扭矩的傳遞作用。泵軸的主要失效形式是壓饋。如果泵軸上的鍵槽壓饋不嚴(yán)重時(shí)，可用銼刀進(jìn)行打磨修光即可。當(dāng)泵軸上的鍵槽壓饋較重時(shí)，并且傳動功率不大時(shí)，可在鍵槽位置進(jìn)行補(bǔ)焊，再另開新槽。對于傳動功率較大的泵軸出現(xiàn)較嚴(yán)重的鍵槽壓饋時(shí)必須更換新軸。

3 總結(jié)

離心泵的故障產(chǎn)生原因可能是多方面的，泵軸做為離心泵的關(guān)鍵部件，要根據(jù)故障具體情況選擇正確的維修處理方式，修復(fù)泵軸，恢復(fù)使用。但是，要想延長泵軸的使用壽命，必須注意離心泵的保養(yǎng)，同時(shí)避免開機(jī)、停機(jī)時(shí)的過載現(xiàn)象，提高操作使用人員的素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]金朝，孫本偉.軸類零件外圓表面鍍鉻修復(fù)的方法[J].哈爾濱軸承，2007（12）.

[2]鄭虎斌.電度硬鉻進(jìn)行大功率電機(jī)軸頸修復(fù)的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，

2009（11）.

[3]姜培正.過程流體機(jī)械[J].過程流體機(jī)械，2001（08）.

作者簡介：王錦翠（1975-），女，山西大同人，本科，高級工程師。endprint