某型引進雷達水泵維修工藝及測試方法分析

陳巖申，張 波，張 堅

(海軍青島雷達聲納修理廠，山東 青島 266100)

離心式水泵是某型引進船用雷達水冷機柜的核心部件,作用是對雷達發射機真空管及其它大功率器件進行冷卻,其性能好壞直接影響雷達發射機能否正常工作。該型船用雷達作用重要，開機工作時間較長，只要雷達對外發射，冷卻水泵就要工作。經過多年大負荷的使用，該型雷達的冷卻水泵多次出現故障，包括水泵漏水、流量報警、壓力報警等，出現故障時基本都需要拆卸水泵回廠修理。

該型雷達水泵為引進器材，裝機量大，與國產水泵差別較大，國內沒有生產和研制單位，更沒有專業的維修廠家。由于引進雷達的備品備件數量有限，而該水泵在雷達上裝備較多，不能完全依靠更換備品來解決故障，必須對水泵維修及測試方法進行研究，形成水泵的自主保障能力。

1 水泵維修測試設備的研制

要實現在廠內對該型雷達水泵進行修理，首先需設計并研制一套水泵維修測試設備，通過該設備可以方便的對水泵進行拆卸、裝配、維修，同時還能模擬水泵在實裝上的工作狀態，實現對水泵性能參數的測試。為此，設計并研制了水泵維修測試設備，該設備由工作平臺、監測控制器和冷卻水箱3部分組成，原理示意圖如圖1所示，研制出的實物如圖2所示。

圖1 水泵維修測試設備原理示意圖

圖2 水泵維修測試設備實物圖

1.1 工作平臺

工作平臺由可旋轉支架、高壓水管和電源電纜組成。可旋轉支架可以在3種狀態間轉換：安裝狀態、維修狀態和測試狀態。當可旋轉支架在“安裝狀態”時，支架在水平位置，可用于將待修水泵泵體固定安裝在支架上，便于后續的維修；當可旋轉支架翻轉到“維修狀態”時，支架在垂直位置，水泵電機朝下，這樣可以方便進行水泵分解、組裝、部件更換及故障維修；當可旋轉支架翻轉到“測試狀態”時，支架在垂直位置，水泵電機朝上，與實裝上工作狀態相同，可以對修后的水泵進行技術指標測試，包括壓力測試、流量測試、轉速測試等，檢驗水泵工作是否正常。高壓水管包括進水管和出水管，用于將水泵進水口、出水口與水箱連接，形成循環的水流。電源電纜采用三芯電纜將380V、50Hz三相交流電接入交流接觸器。

1.2 監測控制器

監測控制器包括交流接觸器、交流電壓表、波段開關、渦輪流量計、壓力表以及附帶的轉速表，實物見圖3。交流接觸器用于對水泵進行通電/斷電控制，交流電壓表和波段開關可以對輸入的380 V、50 Hz三相交流電進行檢查，渦輪流量計、壓力表和轉速表用于測量水泵的技術指標，包括輸出流量、輸出壓力和電機轉速。監測控制器采用一體化設計，在水泵工作狀態下，可以方便的測量水泵的各個指標參數。

圖3 監測控制器實物圖

1.3 冷卻水箱

冷卻水箱用于提供水泵循環使用的冷卻水，包括水箱箱體、出水閥和回水閥。出水閥在測試狀態時打開，在維修狀態時關閉。回水閥用于對水泵輸出水壓進行調節。

2 水泵維修工藝分析

2.1 水泵的安裝固定工藝

水泵的安裝固定工藝如下。

1)將水泵維修測試工裝的支架旋轉至“安裝狀態”，上緊支架兩端的固定螺絲，確保支架保持在水平狀態。

2)將水泵平穩地輕放在工裝支架上，使水泵底座的6個螺絲孔與支架的6個螺絲孔完全對準。

3)用17 mm開口扳手和梅花扳手配合，在6個螺絲孔上安裝6個M10×50的螺栓，確保水泵在支架上安裝牢固。

2.2 水泵的分解拆卸工藝

水泵的分解拆卸工藝如下。

1)將水泵維修測試工裝的支架旋轉至“維修狀態”，泵體進水口朝上。

2)用17 mm開口扳手和梅花扳手配合，將泵蓋上6個固定螺栓(M12×35，4個；M12×140，2個)和彈簧墊按對角順序拆卸下。

3)取下泵蓋和密封墊圈，看到一級腔內的離心輪和銅螺栓。

4)用一字螺絲刀和錘子配合，將離心輪銅螺栓的止檔墊片恢復平整，用T型一字螺絲刀(自制)卸下離心輪銅螺栓。

5)用10 mm開口扳手將2個頂推螺栓裝入離心輪的2個螺絲孔中，用頂推螺栓將離心輪緩慢頂出，直到松動，小心取出離心輪。

6)用17 mm開口扳手將剩余的4個二級腔體固定螺栓拆卸下來，將泵殼和密封圈小心取下，露出渦輪。

7)水泵軸上部有幾層銅墊片，取下后放在規定位置，注意不要丟失。

8)泵殼和底座之間如有半圓形銅墊圈，取下后放在規定位置。

9)用2個頂推螺栓將渦輪緩慢頂出，小心取下渦輪，將渦輪下的幾層銅墊片，取下后放在規定位置。

10)取出有3個缺口的定位壓盤，取出水泵軸的鍵。

11)取出銹蝕的彈簧，將殘渣完全清理干凈。

2.3 水泵的裝配和維修工藝

水泵的裝配和維修工藝如下。

1)更換新的彈簧和泵蓋的密封墊圈，檢查取出的各個銅墊片是否完整，有無破損，更換破損的銅墊片。

2)將水泵軸的鍵嵌入軸的凹槽內，確保鍵完全嵌入，再將彈簧套在水泵軸上。

3)將定位壓盤壓在彈簧上，注意壓盤3個缺口的位置，中間的缺口對準水泵軸的鍵，按壓壓盤，直到能將彈簧壓到底，說明壓盤安裝正確。

4)將定位壓盤上原有的銅墊圈疊放在壓盤上，再將渦輪垂直套在水泵軸上，注意渦輪的上下面要與拆卸前保持一致，不能裝反。

5)將渦輪上層原有的銅墊圈疊放在渦輪上。

6)緩慢地將泵殼壓在渦輪上，出水口的方向背對水泵底座，逐步按壓泵殼，將渦輪壓到底，用17 mm開口扳手初步緊固泵殼外圍的4個 M12×35螺栓和彈簧墊。

7)使離心輪的缺口對準水泵軸的凸起，將離心輪套在水泵軸上。

8)在離心輪上層依次安裝止檔銅墊片和銅螺栓，用T型一字螺絲刀(自制)緊固銅螺栓。

9)用T型一字螺絲刀(自制)和錘子配合，將銅螺栓切面一側的止檔銅墊片折起與離心輪表面垂直。

10)在泵殼上層安裝密封圈和泵蓋，注意要先將密封圈在泵殼上層擺放平整，再緩慢的蓋上泵蓋，泵蓋的排水孔應對準水泵底座方向。

11)用17 mm開口扳手和梅花扳手配合，按對角順序依次緊固泵蓋上的6個螺栓和彈簧墊(M12×35,4個；M12×140,2個)，注意一、二級腔體應同時旋緊，確保水密性。

12)將水泵出水口和進水口的防護帽套上，防止灰塵和雜質進入泵體。

通過多年維修積累的經驗以及對水泵結構的分析，水泵漏水故障多由于內部彈簧或密封墊圈等部件老化、銹蝕，引起水泵密封性變差[1]。按照上述工藝方法進行拆卸、裝配與維修，并更換老化、損壞的部件后，可以排除水泵漏水故障，并轉入水泵性能測試階段。

3 水泵性能測試方法分析

采用水泵維修測試設備，可以模擬水泵在實裝上的工作狀態，方便對水泵進行性能測試和修后驗證。根據指標測試結果，若指標仍不符合要求，可以有針對性的對水泵進行再次拆卸、裝配和維修。

1)首先將水泵固定支架旋轉180°，使泵蓋朝下，電機朝上，將水泵置于“測試狀態”。

2)先將進水管與水泵進水口相連，打開水箱的出水閥門，當水泵出水口有引水流出時，再將出水管與水泵出水口相連，接頭處擰緊。

3)將水箱的出水閥門和回水閥門完全打開。

4)用7 mm開口扳手將水泵維修測試工裝的3根380 V電源線緊固到水泵接線柱上，再將水泵修理工裝的交流接觸器合上，給水泵加電。首先檢查水泵電機轉向是否與電機上標注的方向一致，如不一致，將輸入380 V、50 Hz三相電的其中2根輸入線調換，再開機觀察，直到轉向正常為止。

5)在水泵工作過程中，檢查水泵及管路有無漏水情況，如有漏水，則緊固相應接頭。

如無漏水情況，調整水泵維修測試工裝的壓力閥門，使壓力表指示達到水泵輸出壓力指標值。此時，觀察流量傳感器顯示的流量值，流量顯示應大于或等于流量指標值。

若顯示的流量值小于流量指標值，則水泵流量較低，不符合指標要求。分析該故障，其關鍵在于水泵渦輪上下的間隙值(δ1和δ2)和離心輪上下的間隙值(δ3和δ4)中，有某一項或某幾項不滿足水泵出廠技術指標。

解決該故障的方法是，返回2.2和2.3的步驟，將水泵重新拆卸分解，安裝時使用不同厚度的銅墊片調整渦輪上下的間隙和離心輪上下的間隙，用間隙尺測量4個間隙值(δ1、δ2、δ3和δ4)，使4個間隙值符合水泵出廠技術指標所要求的范圍[2]。裝配后再次測試流量，此時，水泵輸出流量應正常。

6)用附帶的轉速計探頭對準水泵旋轉軸，即可測出水泵的轉速，水泵電機轉速應在標稱值的±5%范圍內。

4 結束語

離心式水泵的關鍵技術指標是輸出流量、輸出壓力和密封性[3-4]。針對某型引進雷達離心式水泵經常出現水泵漏水、流量報警、壓力報警等故障問題，我們設計并研制了水泵維修測試設備，并利用該設備研究了該型水泵的維修工藝及測試方法，解決了水泵漏水、流量報警、壓力報警等一系列疑難故障，掌握了離心式水泵輸出流量、輸出壓力和密封性維修的關鍵技術，形成了一整套水泵修理工藝方法，實現了引進雷達部件級的自主保障能力。