1、概述

　　我公司某制冷劑裝置使用的一臺(tái)XWB型軸向進(jìn)口結(jié)構(gòu)形式旋渦泵，屬于小流量高揚(yáng)程泵。該泵基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　該泵裝配要求必須保證葉輪與殼體之間的單側(cè)軸向間隙≤0.15mm，以及半徑方向的徑向間隙≤0.3mm。葉輪固定地安裝在軸端上，軸由一對(duì)向心推力軸承來(lái)固定在軸承箱內(nèi)，軸承的游隙就是該泵唯一能夠進(jìn)行軸向移動(dòng)的間隙。根據(jù)軸承產(chǎn)品手冊(cè)，該軸承的游隙在0.032～0.040mm之間，而實(shí)際卻要求控制在0.1～0.2mm。根據(jù)真空技術(shù)網(wǎng)前文介紹最小葉輪側(cè)隙c越小，泵揚(yáng)程和效率均有提高。但c 太小會(huì)使葉輪與泵體、泵蓋接觸面產(chǎn)生摩擦很快磨損，泵壽命和可靠性降低。c可由泵結(jié)構(gòu)確定，在正常工作范圍內(nèi)，徑向力使葉輪產(chǎn)生的最大偏擺量△z不應(yīng)超過(guò)AC，即Cmin=Z。圖2是懸臂式泵葉輪偏擺簡(jiǎn)化示意圖。

圖1 XWB型旋渦泵圖2 受力簡(jiǎn)圖

　　在徑向力W作用下軸發(fā)生變形位移量，葉輪將會(huì)與泵體、泵蓋接觸。葉輪側(cè)間隙就只能由軸、泵體、泵蓋等零件的軸向尺寸來(lái)決定，軸向尺寸的控制就很困難，這樣會(huì)導(dǎo)致葉輪兩側(cè)間隙難以調(diào)整，無(wú)法使葉輪處于最佳工作狀態(tài)。另外，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中的軸端在工作時(shí)，會(huì)受到較大的徑向力，從而使軸產(chǎn)生撓度，并引起葉輪偏擺。同時(shí)，軸承游隙控制過(guò)大，會(huì)造成葉輪偏擺嚴(yán)重，就會(huì)發(fā)生葉輪與泵體間發(fā)生碰撞摩擦，甚至卡死的現(xiàn)象，從而造成事故停車。

　　根據(jù)該泵的結(jié)構(gòu)可知，在運(yùn)行和檢修中葉輪間隙的調(diào)整都是很難達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求的，因此在實(shí)際使用中也表現(xiàn)出葉輪因易與泵蓋磨損，影響了泵的流量和揚(yáng)程，同時(shí)葉輪更換也過(guò)多。在真空技術(shù)網(wǎng)前文中以相同結(jié)構(gòu)的4種懸臂式泵，進(jìn)行改變軸向間隙C的試驗(yàn)，得出不同軸向間隙下Q-h，Q-g的曲線圖。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，軸向間隙c對(duì)泵揚(yáng)程、泵的效率都有很大的影響。

　　因此旋渦泵在運(yùn)行中如何有效地保證葉輪側(cè)隙，如何在檢修中調(diào)整出正確的葉輪側(cè)隙，對(duì)于泵的可靠穩(wěn)定運(yùn)行尤其重要。若采用葉輪側(cè)隙可調(diào)式的結(jié)構(gòu)就會(huì)大大提高泵的穩(wěn)定性和方便維修。

2、葉輪側(cè)隙可調(diào)的結(jié)構(gòu)

　　下面介紹幾種葉輪側(cè)隙可調(diào)的結(jié)構(gòu)。

2.1、葉輪自調(diào)式結(jié)構(gòu)

　　這種結(jié)構(gòu)形式，葉輪不是采用固定方式定位在軸上，而是可以自由地進(jìn)行軸向移動(dòng)。在運(yùn)行過(guò)程中，葉輪根據(jù)受力情況自主地進(jìn)行調(diào)節(jié)，籍此達(dá)到葉輪軸向力平衡的狀態(tài)。

　　(1)采用如PENTAIR PUMP GROUP公司生產(chǎn)的AURORA旋渦泵類型的方式，如圖3所示，葉輪經(jīng)過(guò)精加工，與軸精密配合，而不是固定在軸上，保證了葉輪能夠自由地軸向移動(dòng)，而又不致于偏斜到與泵蓋相摩擦。葉輪端面鉆有平衡孔，可使葉輪前后端面的壓力自動(dòng)平衡。因此這種結(jié)構(gòu)是靠液壓進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)平衡的。在正常運(yùn)行時(shí)，葉輪基本不與泵蓋相摩擦，泵的運(yùn)行性能比較穩(wěn)定。此類型旋渦泵在起動(dòng)和停車時(shí)，不可避免地會(huì)造成葉輪與殼體之間的軸向摩擦，因而也影響旋渦泵的-使用壽命。

　　(2)采用如專利98228714.3懸浮自調(diào)立式旋渦泵技術(shù)。該專利中，通過(guò)一系列措施使葉輪與泵體的兩側(cè)間隙能自動(dòng)均勻調(diào)整，達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行的目的：其一，將泵軸下部的臺(tái)階軸改為同直徑的直通軸；其二，將葉輪套裝在泵軸的下部，讓它與泵軸間的配合采用滑動(dòng)配合，并在葉輪的端面上鉆有平衡孔。其三，在泵蓋內(nèi)增設(shè)下導(dǎo)向軸承，讓下導(dǎo)向軸承支撐泵軸的下端，見圖4。

　　該旋渦泵葉輪在與泵軸一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，被輸送液體對(duì)葉輪有一個(gè)向上的壓力，于是葉輪會(huì)自動(dòng)向上浮動(dòng)，處于懸浮狀態(tài)。由于葉輪端面鉆有平衡孔，會(huì)使葉輪上、下端面的壓力自動(dòng)平衡。這樣就會(huì)使葉輪在工作時(shí)，其兩端面自動(dòng)與泵體、泵蓋之間的軸向間隙始終保持均勻，從而可以大大降低零件加工的位置公差。另外，增設(shè)了下導(dǎo)向軸承使葉輪的偏擺和泵軸彎曲變形大大減少，從而提高了泵的效率，使泵長(zhǎng)期安全運(yùn)行。以上2種方式的葉輪端面上均鉆有平衡孔，這樣就會(huì)使葉輪在工作時(shí)，其兩端面自動(dòng)地與泵體、泵蓋之間的軸向間隙始終保持均勻，使泵長(zhǎng)期轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)。

2.2、葉輪采用固定方式

　　通過(guò)可調(diào)軸向技術(shù)來(lái)調(diào)整葉輪間隙

　　(1)采用如GOULDS PUMPS公司結(jié)構(gòu)的調(diào)整方式，如圖5所示。葉輪固定在軸上，泵軸由一只雙列深溝球軸承和一只單列向心球軸承支撐，并安裝于軸承座內(nèi)。雙列球軸承的軸承座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成可以進(jìn)行軸向移動(dòng)，通過(guò)軸承座上的可調(diào)節(jié)螺栓來(lái)完成軸向移動(dòng)，達(dá)到對(duì)旋渦泵葉輪的軸向間隙進(jìn)行調(diào)整的目的。雙列深溝球軸承在外徑和內(nèi)徑相同的情況下，其負(fù)荷能力顯著高于單列軸承。通常其軸承間隙是0.005—0.020mm，因此這種結(jié)形式，在泵起動(dòng)和停止過(guò)程中，葉輪不會(huì)與泵殼、泵蓋有摩擦，非常方便在檢修中及時(shí)地根據(jù)葉輪及其它零件尺寸發(fā)生變化后進(jìn)行葉輪側(cè)隙再調(diào)整。此法簡(jiǎn)捷可靠，軸承的壽命也較長(zhǎng)。

　　(2)采用專利200720084293可調(diào)式旋渦泵技術(shù)圈該專利主要是通過(guò)技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)葉輪軸向、徑向間隙的調(diào)整，如圖6所示。泵運(yùn)行的原理相同，但特點(diǎn)主要表現(xiàn)在修理當(dāng)中，當(dāng)葉輪16與活動(dòng)隔板9的間隙磨損過(guò)大時(shí)，擰動(dòng)隔板調(diào)節(jié)螺絲7上的螺母，將活動(dòng)隔板9與葉輪16之間的間隙調(diào)小，當(dāng)葉輪16與泵蓋14的間隙磨損過(guò)大時(shí)，擰動(dòng)泵蓋調(diào)節(jié)螺絲13上的螺母，將泵蓋14與葉輪16之間的問(wèn)隙調(diào)小。

　　泵體與葉輪的相對(duì)面上鑲有金屬片；泵蓋與葉輪的相對(duì)面上也鑲有金屬片。泵體與泵蓋套之間裝有0形密封圈，泵蓋套與泵蓋之間裝有0形密封圈。

　　該泵的一個(gè)主要特點(diǎn)就是間隙調(diào)整非常方便，但結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，而且不易在現(xiàn)有泵上進(jìn)行改進(jìn)。以上兩種方式中，葉輪是固定不動(dòng)的，都是通過(guò)調(diào)整其它部件，以保證葉輪的軸向間隙。