叶轮口环冷态间隙合格而热态已经消失的两种原因
叶轮口环冷态按图纸留出径向间隙,热态仍可能消失。叶轮径向胀得比壳体多是圆周间隙没了,轴伸长把口环端面顶死则是轴向间隙没了。

叶轮口环在冷态按图纸留出间隙,泵一升到工作温度,间隙仍可能消失并发生碰擦。叶轮径向胀得比壳体口环多,圆周方向的径向间隙会被吃掉。轴受热变长,把口环的端面间隙顶没,则是轴向间隙消失。两种情况冷态测量都合格,热态都擦,一个擦在圆柱面上,一个擦在端面上。只在冷态把径向间隙车大,挡不住轴伸长造成的端面接触。
径向膨胀把圆周间隙吃掉
叶轮口环若与壳体口环的材料或温度不同,工作时叶轮侧的直径增量更大,冷态留下的径向间隙被膨胀差减去一截。间隙若留得小于这个膨胀差,圆柱面就会整圈或在温度较高的一侧碰上。碰擦发生在运转温度稳定以后,停机冷却后间隙又出现,用塞尺在冷态仍能塞进图纸上的值。这说明图纸上的冷间隙没有覆盖膨胀差,不是装配时忘了留间隙。端面此时可以仍有空隙,轴向并没有顶死。
叶轮口环径向碰擦的痕迹在圆柱面上,沿圆周分布,严重时整圈发蓝。轴向端面仍然干净。振动在温度上来之后升高,冷却后下降。把冷态径向间隙加大到能覆盖膨胀差,热态圆柱面不再接触,轴的轴向位置不必改动。若加大径向间隙以后端面仍然擦,剩下的就是轴向顶死,不要继续把径向间隙车得过大。过大的径向间隙会变成泄漏,效率下降,那是另一项损失。
叶轮口环两侧液体温度不同时,膨胀差沿圆周也不均匀,擦痕会偏在温度高的一侧。这仍然是径向间隙被吃掉,不是轴弯了才碰到。轴弯曲造成的擦痕在冷态盘车时就已经蹭到,不需要等到热态。热态才出现、冷态盘车通过,是膨胀。冷态盘车就蹭,是几何位置已经不对。盘车发生在哪一个温度,能把膨胀和冷态装配错误分开。
轴伸长把端面间隙顶没
叶轮口环端面与壳体之间的轴向间隙,要容纳轴从定位推力面到口环这一段的热伸长。轴伸长以后,叶轮带着口环向低压侧或高压侧移动,端面间隙减小。冷态端面间隙若小于这段伸长,热态端面就会顶死,圆柱面的径向间隙可以仍然存在。擦痕出现在端面上,呈环形亮带,圆柱面没有整圈擦伤。只车大径向间隙,端面亮带不会消失。应加大端面间隙或调整推力面的位置,让热伸长有去处。
叶轮口环轴向顶死时,推力轴承的温度和负荷会明显升高,因为热伸长的力最终传到推力面上。径向碰擦则主要引起径向振动,推力负荷不必突然增加。比较推力轴承温度和径向振动哪一个先随温升变坏。推力温度先升、端面有亮带,是轴向。径向振动先升、圆柱面有擦痕,是径向。两项都随温度出现,但受力的轴承不同,擦到的表面也不同。
叶轮口环材料在轴向和径向都会膨胀,不能用一个冷态尺寸同时保证两个方向。径向需要的是直径差,轴向需要的是长度差。冷态把两个方向都测合格,只说明当时没碰上,不说明热态的膨胀差已经被留下。投运后应在接近工作温度时监听碰擦,并在停机后趁热和冷却后各看一次痕迹。趁热有痕迹、冷却后间隙又回来,是热膨胀把冷间隙吃掉了,不是零件在冷态就已经装碰。
叶轮口环径向和轴向同时顶死时,圆柱面和端面都有擦痕,推力温度和径向振动一起升高。应分别计算直径方向的膨胀差和轴向的伸长量,各自加大对应的间隙。只加大其中一个方向,另一个方向的擦痕还会在下一次热态出现。两个方向的冷态图纸值都要对照实际温升重新核对,不能共用一个余量。
叶轮口环停机检查时要分开看圆柱面和端面。只有圆柱面擦、冷态径向间隙仍符合图纸,是径向膨胀差没有留下。只有端面擦、轴向冷间隙小于轴的伸长,是轴向间隙被顶没。两面都擦,两个方向的冷间隙都不够。痕迹所在的面,决定该加大哪一个方向的冷态间隙。
叶轮口环冷态径向间隙合格、热态圆柱面整圈或高温侧碰擦、端面仍然干净,是叶轮径向胀得比壳体多。冷态端面间隙合格、热态端面出环形亮带并伴有推力负荷升高,是轴伸长把端面顶死。径向膨胀和轴向伸长吃掉的不是同一条间隙。只车圆柱面,端面顶死仍然会发生。