離心泵軸承托架磨損分析及處理

隋永杰

（山東南山集團東海氧化鋁有限公司，山東 龍口265706）

離心泵的運行工況條件較為惡劣，尤其是氧化鋁生產中的離心泵輸送的液體不僅具有較強的磨蝕性而且溫度高易結疤，而惡劣條件又導致離心泵在高速運行時產生較大的振動。由于軸承托架的軸孔是由兩個工件上的半圓共同組成，相對單獨的軸孔而言誤差較大，惡劣工況下容易導致軸承的松動、移位，這種松動和位移會造成托架軸承孔表面產生劃痕甚至會磨出凹槽，這對軸承托架和離心泵的危害非常大，不僅造成離心泵備件的過量磨損還會增大摩擦造成功率浪費，甚至導致軸承托架和離心泵的報廢。

1 軸承托架磨損的原因分析

托架的加工精度、配合公差、裝配精度和材質以及潤滑和保養等都有非常嚴格的要求，這些原因中無論那一種出現問題最終都有可能導致軸承托架的磨損。

1.1 托架于軸承的配合公差

托架和軸承配合公差有嚴格的標準，不同的軸承規格和精度以及軸承的受力狀況和使用環境都會對托架和軸承的配合公差產生影響。兩者之間一般為過盈配合，依靠托架和軸承之間的壓力產生靜摩擦，這種靜摩擦力大于軸承的滾動摩擦力所以能夠保持軸承的穩定，如果托架與軸承之間的配合公差偏大會這種靜摩擦力就會減小，從而容易導致軸在旋轉時產生的軸向竄動，也會導致軸承無法穩定的固定在托架內而產生托架磨損。

1.2 托架的配合和安裝精度

離心泵的軸承托架一般是托架和托架壓蓋兩部分組成的，而配合部件指離心泵的傳動軸、軸承以及托架和壓蓋之間的加工公差和表面的粗糙度以及設備在組裝時的裝配精度等技術參數，如果托架的配合和安裝精度達不到標準的要求就會影響到部件的配合公差，造成托架磨損，所以這些相關的參數要符合國家標準或行業標準要求， 托架和軸承裝配部件的配合位表面的粗糙度要小于1.6μm，超過這一誤差在部件的拆卸和裝配過程中會拉掉毛刺破壞合理的公差配合。

1.3 運行時托架的振動超標

運行時的托架振動超標會使軸承中的潤滑油膜過早破裂產生較大的摩擦力和磨損，這又會導致設備的振動超標的惡性循環同時也會造成傳動軸的同軸度產出偏差引起軸彎曲變形以及載荷變大最終縮短軸承的使用壽命，更換軸承需要大修設備而這種頻繁的設備拆卸會影響軸承與托架之間的尺寸公差，進而破壞了部件之間的配合公差，造成各個部件之間的位移和磨損。

1.4 軸承的質量和適應性

軸承的種類和樣式非常多并有不同的適用特點和使用工況條件，不同類型的軸承要用與之匹配的制作材料和潤滑維護條件，離心泵軸承的材料強度和剛度要大，抗摩性要好，摩擦系數要小，只有滿足這些條件才能適用于惡劣工況條件下的離心泵應用，從而減少軸承摩擦托架造成托架磨損的可能性。

2 磨損后的應急維修方法

一旦托架產生可見性的磨損則意味著設備就要大修或報廢處理，但由于維修條件的限制，很多情況下難以立即更換，所以對于產生磨損的托架要采取一定的處理措施進行修復，應急處理措施可以作為臨時的修復方式質量難以持久保證，因此采用應急處理措施的托架在應急維修完成后要盡快進行設備的大修更換新的部件。

2.1 金屬填補膠應急處理

金屬填補膠又稱為修復膠的是利用粘接的基本原理對設備進行不動火修理。根據托架軸承孔的實際磨損情況在磨損部位涂抹適量的修補劑，修復設備的磨損、腐蝕、滲漏或鑄造缺陷等，修復膠應急處理具有經濟方便、靈活可靠的特點，還可節約大量的設備維修費用。

2.1.1 金屬填補膠的優點

與其他的處理措施相比，金屬填補膠的優點是：金屬填補膠對金屬和非金屬類的多種材料都具有良好的粘接性能，因此可以充分的保證修補的質量和不同材料間良好的結合，并且修復過程無需動火所以不會產生因為不良的熱處理效應而導致的退火、殘余應力、開裂、變形等不良后果。

修復膠攜帶及使用方便，無復雜的施工設備，可對設備使用現場維修。修復精度高，固化無收縮，材料固化夠可進行機械加工，環保性好，雙組份反應固化，整個過程無揮發和析出物，不會對操作人員和周圍環境產生損害，維修效果高，經濟效益明顯。

2.1.2 金屬填補膠的步驟

工件清理。首先用除油劑清洗磨損表面，并采用角磨機、粗砂紙、銼刀等進行打磨，打磨面積要覆蓋整個的磨損區域，并且將修復的工件表面和周圍的污跡清理干凈露出金屬光澤，同時粗化維修的表面后，再次使用除油劑清潔工件的表面，清洗后自然風干。

修復劑的配制。根據要維修的托架工件的磨損程度，選擇適量的修復劑，并在干凈的容器中進行攪拌，攪拌時間控制在5min內。

修復劑的固化。將調好的修補劑涂抹在需要維修的部位并確保待維修的工件表面完全被修補涂抹，涂抹的厚度要高于未維修表面1mm左右。

涂膠工作應在5min左右完成，在室溫溫度下固化3～4h。先用銼刀修出輪廓，再到車床進行機加工到原來尺寸，最后進行組裝，小型離心泵托架也可用鎖固劑直接進行涂抹，安裝軸承后再進行固化。

2.2 焊接修復方法

一般軸承托架選用碳鋼焊條進行焊補修復即可。焊接前將軸承位處用細砂紙將雜物打磨干凈。采用小電流、快速焊接。每次堆焊長度不超過25mm，防止連續堆焊造成局部高溫退火，且在焊完后立即用尖錘敲打焊縫釋放焊接產生的內部應力，待溫度降低至60℃左右時再焊接下一道。

堆焊的整體工作全部完成后在自然狀態下冷卻至常溫后在進行加工打磨，保留0.02至0.03mm的過盈量，完成后進行軸承的安裝和后續試車工作。

2.3 激光熔覆修復方法

激光熔覆修復方法是通過在待加的工件的表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之與基材表面薄層一起熔凝的方法，在工件的表面形成熔覆層。

激光熔覆修復方法是一種新技術，熔敷金屬冷卻速度快。但是激光熔覆修復方法的工期較長且維修價格昂貴。由于熔覆層仍屬于電熔池結合，有較大內應力易變形，存在產生裂紋的可能性。

3 結語

由于托架的磨損具有非常漫長的過程，在日常的檢查保養中很難被發現，而當離心泵出現了振動、噪音等問題時，托架的磨損就已經到了非修不可的程度，所以設備管理技術人員不僅要根據設備的實際運行情況認真分析發生磨損的原因也要熟悉相應的預防措施和應急維修方法，確保設備的穩定運行和發生故障后的及時、順利檢修。