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上海水泵集团技术之给水泵为什么在转子上设有热补偿装置?

给水泵转子是在高温的给水中工作的。而给水温度不可能是恒定的,例如对150度的高压给水泵,暖泵温度低限规定为120度,如果这时启动泵,则泵内势必会受有由120度迅速升到150度的热冲击。这样,转子上叶轮、档套等受热快,力图把轴伸长;而轴则受热慢,阻碍伸长,于是在转子部件内产生热应力。特别是叶轮、档套端面与轴不垂直时,热应力极易使磁轴产生弯曲,发生磨损和振动。因此应设热补偿装置。其典型结构如图5-4示,即在未级叶轮后,装配一个盘形弹簧,当转子受热冲击叶轮力图轴向伸长时,弹簧受压收缩,从而保护泵轴不受影响。在热冲击为负方向(即给水温度突然降低)时,叶轮则轴向缩短。但这种现象对泵轴并没有什么危害,因叶轮产生的巨大轴向推力会自动地把它向前压靠,平衡盘在平衡力的作用下则向后压靠,盘形弹簧在这里可以认为不起什么作用。正因为如此,所以以后的多数给水泵,就用留间隙的办法来取代盘形弹簧,如图5-5中的(a)、(b)、(c)、(d)示。由于转子上留有间隙,在转子受到热冲击时,其部件的热膨胀就得到了补偿。

也有不提倡留热补偿间隙的,这时整个转子硬性地紧在一起。由于叶轮轮毂、档套等牢固为一体,所以增强了转子的刚度。但在这时,为了防止泵轴发生弯曲,要特别注意转子部件的端面与轴孔的垂直度,甚至不垂直度不允许超过0.005毫米。可用图5-6所示的胎具进行端面研磨,研磨后在平板上用千分表测量端面跳动。

上面论述中,主要是谈热冲击对转子热膨胀的影响,而没有谈材料的膨胀系数对转子热膨胀的影响。实际上材料的膨胀系数对转子热膨胀也是有影响的,例如铸铁叶轮的膨胀系数比泵轴的大时,温度升高后,叶轮就会比泵轴多伸长一些,引起热应力,使泵轴受拉,叶轮受压。不过,由膨胀系数不同而引起的热应力一般都没有转子受热冲击时引起的热应力那么大那么剧烈。所以膨胀系数不作为留补偿间隙的主要原因,面主要原因是热冲击。对于有些水泵转子(如泵轴材料为40CrV,叶轮材料为2Cr13),叶轮材料的膨胀系数还比泵轴的小,所以恒温后转子上会出现少量间隙。

热补偿间隙根据泵的大小、温度等,需用数值是不同的,一般不小于0.5毫米,常采取1毫米。

 

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