水泵平衡盘论文教案.doc

井下主排水泵平衡盘磨损问题的研究与探讨 贺星铭　枣庄矿业集团蒋庄煤矿机电工区　 张玉贞 枣庄矿业集团蒋庄煤矿机电工区 赵　强　枣庄矿业集团蒋庄煤矿机电工区 　　　　　　吴显辉　枣庄矿业集团蒋庄煤矿机电工区 摘要：　煤矿井下排水系统是煤矿安全生产的重要环节，是保障煤矿长久稳定运作的中坚力量，而排水系统的核心却是泵的运转问题。长期以来，由于井下水质偏浑浊，具有一定的固体颗粒含量，加上偶尔的大颗粒杂物进入泵体，造成泵体各部件的频繁磨损，包括泵体内壁，叶轮叶片，平衡盘及密封装置的磨损。这不仅使各零部件的使用周期大大缩短，更重要的是缩短了泵的运行周期，降低了水泵运行效率，造成了不必要的经济损失。通过本文对某煤矿在用水泵的使用进行分析和探讨，希望能够对相关工作有所帮助和借鉴，以提高煤矿的机电设备管理水平。 关键词：排水泵　平衡盘　　磨损　　研究 煤矿井下排水系统是煤矿安全生产的重要环节，是保障煤矿长久稳定运作的中坚力量，而排水系统的核心却是泵的运转问题。长期以来，由于井下水质偏浑浊，具有一定的固体颗粒含量，加上偶尔的大颗粒杂物进入泵体，造成泵体各部件的频繁磨损，包括泵体内壁，叶轮叶片，平衡盘及密封装置的磨损。这不仅使各零部件的使用周期大大缩短，更重要的是缩短了泵的运行周期，降低了水泵运行效率，造成了不必要的经济损失。 1 平衡盘的工作原理 1.1 轴向推力的产生 离心式水泵运行时，由于叶轮前后盖板面积的不等，作用在叶轮两侧的压力不同，以及液体进入叶轮时的动反力等因素，产生了一个迫使叶轮轴向移动的轴向推力。轴向推力除了使叶轮朝进口方向移动外，还会引起振动、磨损及增加轴承负荷。因此，必须设法平衡它，否则会影响泵的正常运行。由此，平衡盘就应运而生了。 1．2 平衡盘工作原理 平衡盘是多级离心泵采用最普遍的一种轴向推力平衡装置。它的结构如图2所示，平衡盘用键固定在水泵轴上，它与叶轮一同转动， 图2 平衡盘工作原理 泵体上固结有支撑环和平衡环。平衡盘与支承环中间形成不变的径向间隙、与平衡环间形成可变的轴向间隙。同时形成两个充水腔，为平衡腔，为回流腔。 由图可见，由于压力差和间隙的存在，从最后一级叶轮出来的高压液体，有一股经叶轮后盖板外侧间隙，流过径向间隙，到达平衡腔,再经轴向间隙到达回流腔,最后经水管返回吸水侧(泵入口)或流入大气。平衡盘之所以能起平衡作用，关键在于这股液体压力的变化。叶轮出流的高压水经径向间隙进入平衡腔，而回流腔的压力接近大气压或吸水侧压力。这样，作用在平衡盘内外的压力差推盘向出水侧方向移动，从而推动整个转子朝出水侧方向方向移动，当作用在盘上的平衡力等于轴向推力时，水泵处于平衡状态下运行。 平衡盘具有自动平衡的功能，理论上可将轴向推力完全平衡掉。当平衡力与轴向推力平衡时，轴向间隙保持一个确定的数值。假设由于某种原因使轴向推力大于平衡力时，平衡遭到破坏，泵轴就要向左移动，致使轴向间隙减小。的减小，增加了过流阻力，由于总压力差不变，则使通过平衡盘装置的水流量减下。因径向间隙一定，过流量减小，使压降减小。因一定，则使增加，因增加压力一定，从而压差-使增加，平衡力增大，直至与轴向推力相等，最终使平衡盘又处于新的平衡位置工作。同理，当轴向推力小于平衡力时，轴将向右移动，轴向间隙增大，过流量增加，液体流经径向间隙的压力降增大，从而使压差-值减小，则平衡力减小，直至与轴向推力相等，又使平衡盘处于新的平衡位置上。平衡盘的平衡是动态的，也就是说，泵轴是在平衡位置左右做轴向移动，由于平衡盘的这种自动平衡轴向推力的特点，因而得到广泛的应用。 2 影响平衡盘磨损的因素 2.1 平衡力与轴向应力的平衡效果 平衡力与轴向应力的平衡效果决定着平衡盘磨损程度的轻重，是平衡盘磨损程度的直接原因。 由平衡盘的工作原理可以看出，影响平衡力大小的因素有径向间隙，轴向间隙，平衡腔内平衡盘面积等。如果不能保证轴向间隙一定值的条件下，平衡力大于轴向推力，必然要发生平衡盘研磨。另外，若平衡腔与吸水段连通的平衡水管不畅通，平衡盘的背压大，则轴向力不能平衡，平衡盘与平衡环直接摩擦，平衡盘磨损加快。 2.2 平衡盘的材料 材料不同，平衡盘的磨损不同，这是影响平衡盘使用寿命的重要因素之一。不同的材料及热处理硬度，其耐磨性、耐冲击性、耐冲蚀性不同。我矿现在使用的D型泵中，平衡盘和平衡环的材料有铸铁、烙铁和硬质合金等。其中，铸铁材料耐磨性最差，硬质合金效果最好。 2.3 污废水的水质 水质不同，酸碱度不同，水中固体颗粒含量和成分不同，平衡盘的使用寿命也不同。煤矿井下水中含有的泥沙进入平衡盘后，将会加速平衡盘的磨损。 2.4 水泵的汽蚀 水泵的汽蚀不仅严重破坏叶轮、导叶、口环等部件，而且汽蚀使水泵运转时振动，平衡盘和平衡环撞击，产生干摩擦，严重时甚至烧坏水泵。 3 降低平衡盘磨