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一、设备和系统结构该船液压海水泵型号立式离心泵,排出流量为扬程为EVCG-80MC,45m3/h,转速为36m,2400r/min海水泵主要由壳体、叶轮、轴、轴承、机械密封及油封等组成该泵无自吸能力,安装于船的水线以下轴承布置在轴的一端,轴承腔与水腔由机械密封隔开,叶轮垂直固定在轴的端部轴承为滚动轴承,轴承的润滑方式为封闭式自润滑海水泵轴与液压马达轴通过联轴器联接,当液压马达带动海水泵转动后,海水泵就从舷外不断吸入海水,提供冷却水至各冷却部位
二、原因排查与分析从液压海水泵的组成和运行原理来分析,可能导致其轴承温度过高的原因主要有:轴承故障;叶轮不平衡量过大;泵轴径向跳动量过大;轴承与泵轴装配过紧针对这个可能的原因,分别进行了排查与分析
4、轴承故障导致温度过高1发现轴承温度过高后,主机停机,对液压海水泵进行了分解检查结果表明,轴承保持架、滚珠完好,油封内黄油量正常,未发现轴承异常另外,该轴承型号为、和、的深沟球轴承,若是由于轴承6308-2RS C36307-2RS C3故障产生的温度升高,将会同时伴随着异响,而液压海水泵运行时无异响,再结合上述拆检情况,排除轴承出现故障的可能、叶轮不平衡量过大导致轴承温度过高2液压海水泵额定转速为如果叶轮的不平衡量过大,将在泵运行时使轴承2400r/min,偏载,使轴承承受附加的轴向力和径向力,而不规则的附加力将使轴承温度升高甚至烧损叶轮出厂时已做过动平衡试验,不平衡量为(标准)动平衡lgmm/kg49gmm/kg,量合格;另外,分解泵时发现轴承保持架、滚珠完好从出厂数据和检查结果可以排除叶轮不平衡量过大导致轴承温度过高的可能、泵轴径向跳动量过大导致轴承温度过高3泵轴径向跳动量对不同的轴径有不同的要求,如果泵轴的径向跳动量过大,将使轴承偏载,以致轴承温度升高甚至烧损该泵泵轴的径向跳动量应不大于在车床上测量泵轴的径向跳动量为
0.05mm,符合标准,可以排除泵轴径向跳动量过大导致轴承温度过高的可能
0.01mm,、轴承与泵轴装配过紧导致轴承温度过高4轴承、和为带油封的封闭轴承,黄油在轴承出厂时已加注6308-2RS C36307-2RS.C3完成,轴承运转时黄油起润滑作用由于该轴承为封闭式,轴承产生的热量无法像油润滑的轴承那样循环冷却,因此只有尽量减少轴承运转时产生热量,从而对轴承的装配提出了更高的要求当轴承与泵轴装配过盈量过大时,轴承运转时轴承滚珠将承受过大的径向力,不但影响滚珠寿命,而且使轴承发热加剧,造成轴承温度过高测量时发现轴承与泵轴装配过盈量为根据滚动轴承样本手册(样本
0.035mm,FAG号)中对深沟球轴承的装配间隙要求,轴承、和WL41520/3ChA6308-2RS C3的装配过盈量应在最可能出现的过盈量为6307-2RSX30〜
0.018mm,
0.010mm上述情况表明,轴承与泵轴装配过紧是轴承温度过高的原因
三、解决措施及试验考核结合轴承手册推荐的范围对过盈量进行修正由于轴承为标准件,所以对泵轴进行二次加工,为了选取合适的过盈量取值使轴承在正常稳定的温度下运行,分个阶段降低轴承和泵轴装配过盈量并进行试验考核3个阶段的装配过盈量分别为、、试验时间均为用
30.030mm
0.020mm
0.010mm,60min,测温计从测温孔每测试一次,试验结果及对比见表、表、表、表5min1234表装配过盈■时试验结果汇总表
10.030mm序号装配过盈盘试验时间最终温度/工备注/mm/min
10.
03003220.
03053330.
030103440.
030153650.
030203860.
030254370.
030304880.
030355390.
0304058100.
0304563110.
0305068120.
0305573130.0306079表装配过盈时试验结果汇总表2■
0.020mm序号装配过盈量试验时间最终温度备注/mm/min/t
10.
0200320.020-2533•
3430.
020103540.
020153750.
020203960.
0202570.
02030423580.02045•
90.
0204048100.
0204551110.
0205055120.
0205560130.0206065表3装配过盈・0,010mm时试验结果汇总表序号装配过盈量试验时间最终温度/七备注/m/min
10.
01003220.
01053330.010103440,
010153550.
010203760.
010253970.
010304280.
010354590.
0104048100.
0104550110.0105051120,
0105551130.0106051表不同装配过盈■试验结果对比表4装配过盈量序号备注最终温度温度变化趋势/X,/mm轴承烧毁修前
10.035继续上升第一次加工
20.03079继续上升第二次加工
30.
0206540.01051稳定修后从个阶段试验结果得出以下结论3
①随着过盈量减小,试验的轴承最终温度越低60min
②过盈量为和试验后轴承温度仍是上升趋势
0.030mm
0.020mm60min
③过盈量为时,在试验后轴承温度趋于稳定
0.010mm40min按过盈量
0.010mm实船装配后,海水泵已累计运行2000h,轴承温度稳定在50℃左右,运行良好海水泵轴承温度过高问题得以解决,并为后续舰船使用维修提供可借鉴的工程经验。