來源：公眾號(hào)“通用機(jī)械”

濱海熱電給水泵汽輪機(jī)為300MW汽輪發(fā)電機(jī)組鍋爐給水泵驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)，給水泵汽輪機(jī)軸與給水泵軸用齒套式聯(lián)軸器聯(lián)接。在幾次維修中，給水泵齒套式聯(lián)軸器在拆卸中均出現(xiàn)了困難，甚至兩次出現(xiàn)給水泵聯(lián)軸器“抱死”現(xiàn)象（聯(lián)軸器無法從軸上拆卸出來），導(dǎo)致維修工期加長(zhǎng)，損傷給水泵的軸，不僅在經(jīng)濟(jì)上造成一定損失，而且也影響了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

給水泵聯(lián)軸器“抱死”現(xiàn)象

2013年給水泵由于流量不足芯包，返廠檢查，廠家在對(duì)芯包進(jìn)行拆卸時(shí)，水泵端聯(lián)軸器出現(xiàn)了“抱死”現(xiàn)象。廠家采用邊加熱邊用油泵加壓未能使聯(lián)軸器脫出，加壓時(shí)由于壓力過大導(dǎo)致兩臺(tái)油泵損壞。Z后，用拉馬硬拉才將聯(lián)軸器拆卸出來，但是導(dǎo)致水泵的軸端拉毛（見圖1）、聯(lián)軸器端面拉偏斜（見圖2）。

圖1 給水泵軸

圖2 給水泵聯(lián)軸器

2014年給水泵的一次燒瓦事故，檢修人員在拆卸給水泵聯(lián)軸器時(shí)也遇到了困難，拆卸時(shí)油泵壓力已經(jīng)達(dá)到Z大，各個(gè)接頭已經(jīng)開始出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，同時(shí)加熱，并用銅棒敲擊也沒有將聯(lián)軸器取下，由于燒瓦導(dǎo)致泵軸已經(jīng)報(bào)廢，Z后將給水泵軸鋸斷取下聯(lián)軸器。

給水泵聯(lián)軸器“抱死”原因分析

1. 聯(lián)軸器安裝過程中清理工作不到位

由于給水泵聯(lián)軸器與泵軸之間為過盈配合，如果清潔工作不到位、毛刺沒有打磨干凈，或者安裝過程中有垃圾進(jìn)入，在下一次檢修拆卸過程中不僅會(huì)造成泵軸拉毛，很可能會(huì)出現(xiàn)聯(lián)軸器“抱死”現(xiàn)象。

2. 聯(lián)軸器壁厚過大

聯(lián)軸器壁厚在滿足扭矩要求的條件下如果壁厚過大可能對(duì)拆卸拆卸過程有很大的影響，具體的影響如下。

1）聯(lián)軸器的壁厚過大會(huì)導(dǎo)致在加熱過程中溫度上升很慢，在加熱聯(lián)軸器的同時(shí)軸也在跟著升溫。聯(lián)軸器壁厚過大，升溫時(shí)間太長(zhǎng)，當(dāng)聯(lián)軸器到達(dá)適當(dāng)溫度時(shí)，泵軸的溫度也已經(jīng)升得過高，這樣就會(huì)使得泵軸與聯(lián)軸器同時(shí)膨脹造成“抱死”現(xiàn)象。

2）聯(lián)軸器壁厚越大，抵抗變形的能力就越強(qiáng)，用油泵打壓使之脫出就越困難，有時(shí)油泵壓力達(dá)到Z大也不能使聯(lián)軸器從水泵軸上脫出。

3. 聯(lián)軸器加工偏差大

聯(lián)軸器內(nèi)徑如果偏小，在拆卸的時(shí)候就會(huì)遇到困難，由于過盈量過大使得摩擦力增大造成“抱死”現(xiàn)象。浙江浙能紹興濱海熱電有限責(zé)任公司的齒套型聯(lián)軸器為圓筒形聯(lián)軸器（見圖3），2013年給水泵返廠檢修時(shí)，廠家將聯(lián)軸器拆卸下來之后，測(cè)量聯(lián)軸器內(nèi)徑及泵軸外徑，聯(lián)軸器實(shí)測(cè)內(nèi)徑為84.76mm，而泵軸聯(lián)軸器端的內(nèi)套直徑是85mm，聯(lián)軸器的過盈量要求為0.18~0.21mm，實(shí)際情況是泵聯(lián)軸器過盈量是85-84.76=0.24mm。

圖3 給水泵端聯(lián)軸器圖樣

給水泵聯(lián)軸器“抱死”改型方案

給水泵聯(lián)軸器出現(xiàn)“抱死”現(xiàn)象后，檢修人員曾向生產(chǎn)廠家請(qǐng)教了給水泵聯(lián)軸器“抱死”的解決方法，生產(chǎn)廠家給出了的解決方案為換黏度大的導(dǎo)軌油，但是在聯(lián)軸器拆卸過程中，壓力已經(jīng)達(dá)到油泵Z大壓力，即使更換導(dǎo)軌油也不會(huì)有明顯的效果，壓力加的過高也存在著安全隱患，不建議采用此種方法。

三次對(duì)給水泵聯(lián)軸器的拆卸工作，兩次出現(xiàn)“抱死”現(xiàn)象，一次芯包返廠維修，給水泵軸端拉毛、聯(lián)軸器端面拉偏斜；另一次將給水泵軸鋸斷，這不僅影響了檢修工作的正常工期，而且也造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。若繼續(xù)使用齒套聯(lián)軸器對(duì)給水泵的檢修工作可能造成以下影響。

1）聯(lián)軸器拆卸困難，強(qiáng)行拆卸會(huì)損傷泵軸，對(duì)設(shè)備造成一定損壞。

2）聯(lián)軸器在拆卸過程中若出現(xiàn)“抱死”現(xiàn)象，由于沒有配備車床，芯包必須返廠才能將聯(lián)軸器取下，會(huì)使得檢修工期加長(zhǎng)，同時(shí)芯包返廠會(huì)產(chǎn)生額外的維修費(fèi)用，提高了檢修成本。

3）影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，如果給水泵發(fā)生緊急情況，聯(lián)軸器取不下來，導(dǎo)致芯包返廠維修，迫使機(jī)組降低負(fù)荷運(yùn)行，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)，所以建議更換聯(lián)軸器。

綜上所述，決定將給水泵汽輪機(jī)聯(lián)軸器更換成疊片式聯(lián)軸器。

疊片聯(lián)軸器是一種補(bǔ)償小偏移的彈性聯(lián)軸器?這種聯(lián)軸器依靠薄金屬片的彈性變形來補(bǔ)償角位移和軸向位移。它的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，不需要潤(rùn)滑、安全可靠、裝拆方便且使用壽命長(zhǎng)。

相對(duì)齒套聯(lián)軸器，疊片聯(lián)軸器具有以下優(yōu)點(diǎn)：使用疊片聯(lián)軸器不需要用潤(rùn)滑油，可以簡(jiǎn)化?水泵汽輪機(jī)的潤(rùn)滑油系統(tǒng)；在滿足扭矩要求的情況下，疊片式聯(lián)軸器壁厚相比齒套式聯(lián)軸器要薄，在拆卸聯(lián)軸器時(shí)不論是加熱還是打壓都很容易使聯(lián)軸器膨脹；疊片式聯(lián)軸器拆裝方便。齒套式聯(lián)軸器在拆裝時(shí)，需要拆很多螺栓，而且中間的齒套在聯(lián)接的時(shí)候還需要鍵的配合，裝配時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力；疊片式聯(lián)軸器具有一定的補(bǔ)償能力，利用彈性變形可補(bǔ)償≤1°的角位移和≤2.5mm的軸向位移。

改型后的成效

2014年10月將給水泵齒套式聯(lián)軸器改型為疊片式聯(lián)軸器，更換聯(lián)軸器后運(yùn)行狀況良好。在2015年9月，將其他給水泵聯(lián)軸器也改型為疊片式聯(lián)軸器，運(yùn)行狀況良好，無任何異常情況發(fā)生。

1. 解決聯(lián)軸器“抱死”現(xiàn)象

給水泵聯(lián)軸器改型后經(jīng)過兩次檢修，拆卸聯(lián)軸器均非常順利，液壓油泵加壓至160MPa后，聯(lián)軸器就從給水泵軸端彈出，不需進(jìn)行加熱和用銅棒敲打，徹底解決了聯(lián)軸器拆卸過程的“抱死”現(xiàn)象。

2. 降低了給水泵變負(fù)荷時(shí)的軸振幅值

給水泵聯(lián)軸器未改型之前，由于齒套式聯(lián)軸器吸收振動(dòng)較差，在給水泵變負(fù)荷瞬間，造成給水泵軸振瞬間升高，如圖4所示，嚴(yán)重會(huì)造成給水泵燒軸瓦。自投產(chǎn)以來4臺(tái)給水泵前后燒過4次軸瓦，其中2次給水泵軸報(bào)廢，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。自2014年給水泵聯(lián)軸器改型后，給水泵在變負(fù)荷瞬間，軸振變化很小，如圖5所示，4臺(tái)給水泵未出現(xiàn)過燒瓦事故，截止目前運(yùn)行狀況十分良好。

圖4 聯(lián)軸器改型前給水泵軸振曲線

圖5 聯(lián)軸器改型后給水泵軸振曲線

3. 維護(hù)注意事項(xiàng)

給水泵聯(lián)軸器改型成功后，雖然解決了拆卸過程中的“抱死”現(xiàn)象，降低了給水泵變負(fù)荷時(shí)軸振幅值，但也帶來了新的問題。

1）疊片式聯(lián)軸器安裝精度比齒套型聯(lián)軸器高。雖然疊片式聯(lián)軸器具有一定的補(bǔ)償能力，但是其軸向補(bǔ)償能力要遠(yuǎn)小于齒套式聯(lián)軸器?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝時(shí)，要預(yù)先準(zhǔn)確地測(cè)量出給水泵聯(lián)軸器和小汽機(jī)聯(lián)軸器的端面距離，并考慮到熱態(tài)給水泵軸及小汽機(jī)軸向中間的膨脹約為4mm，根據(jù)中間節(jié)長(zhǎng)度來調(diào)整聯(lián)軸器中間節(jié)和半聯(lián)軸器中間墊片個(gè)數(shù)。

2）疊片式聯(lián)軸器需要定期檢查疊片運(yùn)行情況。疊片起到吸收振動(dòng)的作用，運(yùn)行工況相對(duì)比較惡劣。維護(hù)人員需要定期地檢查疊片是否嚴(yán)重變形、破損，如疊片出現(xiàn)嚴(yán)重變形、斷裂需要立即更換。

結(jié)語

聯(lián)軸器是聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)的兩根軸以傳遞扭矩的重要部件，特別在高速重載的場(chǎng)合中尤為重要。聯(lián)軸器在拆卸過程中如果出現(xiàn)“抱死”現(xiàn)象，輕則聯(lián)軸器報(bào)廢，重則整根軸報(bào)廢。聯(lián)軸器無法從軸上取出，一般是由于制造、安裝工藝等多種原因造成的，往往很難避免。所以，聯(lián)軸器正確的選型和安裝就顯得尤為重要。每種聯(lián)軸器都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，聯(lián)軸器在改型后，要跟蹤使用情況，根據(jù)其不足，增強(qiáng)對(duì)其必要的檢修和維護(hù)十分重要。

以上節(jié)選自《通用機(jī)械》2020第7期

濱海熱電給水泵聯(lián)軸器“抱死”問題的分析與解決

作者：孫海龍 李豐均 王小文