來源：公眾號“通用機械”
濱海熱電給水泵汽輪機為300MW汽輪發電機組鍋爐給水泵驅動汽輪機，給水泵汽輪機軸與給水泵軸用齒套式聯軸器聯接。在幾次維修中，給水泵齒套式聯軸器在拆卸中均出現了困難，甚至兩次出現給水泵聯軸器“抱死”現象（聯軸器無法從軸上拆卸出來），導致維修工期加長，損傷給水泵的軸，不僅在經濟上造成一定損失，而且也影響了機組的安全穩定運行。
給水泵聯軸器“抱死”現象
2013年給水泵由于流量不足芯包，返廠檢查，廠家在對芯包進行拆卸時，水泵端聯軸器出現了“抱死”現象。廠家采用邊加熱邊用油泵加壓未能使聯軸器脫出，加壓時由于壓力過大導致兩臺油泵損壞。Z后，用拉馬硬拉才將聯軸器拆卸出來，但是導致水泵的軸端拉毛（見圖1）、聯軸器端面拉偏斜（見圖2）。
圖1 給水泵軸
圖2 給水泵聯軸器
2014年給水泵的一次燒瓦事故，檢修人員在拆卸給水泵聯軸器時也遇到了困難，拆卸時油泵壓力已經達到Z大，各個接頭已經開始出現漏油現象，同時加熱，并用銅棒敲擊也沒有將聯軸器取下，由于燒瓦導致泵軸已經報廢，Z后將給水泵軸鋸斷取下聯軸器。
給水泵聯軸器“抱死”原因分析
1. 聯軸器安裝過程中清理工作不到位
由于給水泵聯軸器與泵軸之間為過盈配合，如果清潔工作不到位、毛刺沒有打磨干凈，或者安裝過程中有垃圾進入，在下一次檢修拆卸過程中不僅會造成泵軸拉毛，很可能會出現聯軸器“抱死”現象。
2. 聯軸器壁厚過大
聯軸器壁厚在滿足扭矩要求的條件下如果壁厚過大可能對拆卸拆卸過程有很大的影響，具體的影響如下。
1）聯軸器的壁厚過大會導致在加熱過程中溫度上升很慢，在加熱聯軸器的同時軸也在跟著升溫。聯軸器壁厚過大，升溫時間太長，當聯軸器到達適當溫度時，泵軸的溫度也已經升得過高，這樣就會使得泵軸與聯軸器同時膨脹造成“抱死”現象。
2）聯軸器壁厚越大，抵抗變形的能力就越強，用油泵打壓使之脫出就越困難，有時油泵壓力達到Z大也不能使聯軸器從水泵軸上脫出。
3. 聯軸器加工偏差大
聯軸器內徑如果偏小，在拆卸的時候就會遇到困難，由于過盈量過大使得摩擦力增大造成“抱死”現象。浙江浙能紹興濱海熱電有限責任公司的齒套型聯軸器為圓筒形聯軸器（見圖3），2013年給水泵返廠檢修時，廠家將聯軸器拆卸下來之后，測量聯軸器內徑及泵軸外徑，聯軸器實測內徑為84.76mm，而泵軸聯軸器端的內套直徑是85mm，聯軸器的過盈量要求為0.18~0.21mm，實際情況是泵聯軸器過盈量是85-84.76=0.24mm。
圖3 給水泵端聯軸器圖樣
給水泵聯軸器“抱死”改型方案
給水泵聯軸器出現“抱死”現象后，檢修人員曾向生產廠家請教了給水泵聯軸器“抱死”的解決方法，生產廠家給出了的解決方案為換黏度大的導軌油，但是在聯軸器拆卸過程中，壓力已經達到油泵Z大壓力，即使更換導軌油也不會有明顯的效果，壓力加的過高也存在著安全隱患，不建議采用此種方法。
三次對給水泵聯軸器的拆卸工作，兩次出現“抱死”現象，一次芯包返廠維修，給水泵軸端拉毛、聯軸器端面拉偏斜；另一次將給水泵軸鋸斷，這不僅影響了檢修工作的正常工期，而且也造成了一定的經濟損失。若繼續使用齒套聯軸器對給水泵的檢修工作可能造成以下影響。
1）聯軸器拆卸困難，強行拆卸會損傷泵軸，對設備造成一定損壞。
2）聯軸器在拆卸過程中若出現“抱死”現象，由于沒有配備車床，芯包必須返廠才能將聯軸器取下，會使得檢修工期加長，同時芯包返廠會產生額外的維修費用，提高了檢修成本。
3）影響機組的安全穩定運行，如果給水泵發生緊急情況，聯軸器取不下來，導致芯包返廠維修，迫使機組降低負荷運行，嚴重影響安全生產，所以建議更換聯軸器。
綜上所述，決定將給水泵汽輪機聯軸器更換成疊片式聯軸器。
疊片聯軸器是一種補償小偏移的彈性聯軸器?這種聯軸器依靠薄金屬片的彈性變形來補償角位移和軸向位移。它的結構比較簡單，不需要潤滑、安全可靠、裝拆方便且使用壽命長。
相對齒套聯軸器，疊片聯軸器具有以下優點：使用疊片聯軸器不需要用潤滑油，可以簡化?水泵汽輪機的潤滑油系統；在滿足扭矩要求的情況下，疊片式聯軸器壁厚相比齒套式聯軸器要薄，在拆卸聯軸器時不論是加熱還是打壓都很容易使聯軸器膨脹；疊片式聯軸器拆裝方便。齒套式聯軸器在拆裝時，需要拆很多螺栓，而且中間的齒套在聯接的時候還需要鍵的配合，裝配時費時費力；疊片式聯軸器具有一定的補償能力，利用彈性變形可補償≤1°的角位移和≤2.5mm的軸向位移。
改型后的成效
2014年10月將給水泵齒套式聯軸器改型為疊片式聯軸器，更換聯軸器后運行狀況良好。在2015年9月，將其他給水泵聯軸器也改型為疊片式聯軸器，運行狀況良好，無任何異常情況發生。
1. 解決聯軸器“抱死”現象
給水泵聯軸器改型后經過兩次檢修，拆卸聯軸器均非常順利，液壓油泵加壓至160MPa后，聯軸器就從給水泵軸端彈出，不需進行加熱和用銅棒敲打，徹底解決了聯軸器拆卸過程的“抱死”現象。
2. 降低了給水泵變負荷時的軸振幅值
給水泵聯軸器未改型之前，由于齒套式聯軸器吸收振動較差，在給水泵變負荷瞬間，造成給水泵軸振瞬間升高，如圖4所示，嚴重會造成給水泵燒軸瓦。自投產以來4臺給水泵前后燒過4次軸瓦，其中2次給水泵軸報廢，造成嚴重的經濟損失。自2014年給水泵聯軸器改型后，給水泵在變負荷瞬間，軸振變化很小，如圖5所示，4臺給水泵未出現過燒瓦事故，截止目前運行狀況十分良好。
圖4 聯軸器改型前給水泵軸振曲線
圖5 聯軸器改型后給水泵軸振曲線
3. 維護注意事項
給水泵聯軸器改型成功后，雖然解決了拆卸過程中的“抱死”現象，降低了給水泵變負荷時軸振幅值，但也帶來了新的問題。
1）疊片式聯軸器安裝精度比齒套型聯軸器高。雖然疊片式聯軸器具有一定的補償能力，但是其軸向補償能力要遠小于齒套式聯軸器。現場實際安裝時，要預先準確地測量出給水泵聯軸器和小汽機聯軸器的端面距離，并考慮到熱態給水泵軸及小汽機軸向中間的膨脹約為4mm，根據中間節長度來調整聯軸器中間節和半聯軸器中間墊片個數。
2）疊片式聯軸器需要定期檢查疊片運行情況。疊片起到吸收振動的作用，運行工況相對比較惡劣。維護人員需要定期地檢查疊片是否嚴重變形、破損，如疊片出現嚴重變形、斷裂需要立即更換。
結語
聯軸器是聯接不同機構的兩根軸以傳遞扭矩的重要部件，特別在高速重載的場合中尤為重要。聯軸器在拆卸過程中如果出現“抱死”現象，輕則聯軸器報廢，重則整根軸報廢。聯軸器無法從軸上取出，一般是由于制造、安裝工藝等多種原因造成的，往往很難避免。所以，聯軸器正確的選型和安裝就顯得尤為重要。每種聯軸器都有其優點和缺點，聯軸器在改型后，要跟蹤使用情況，根據其不足，增強對其必要的檢修和維護十分重要。
以上節選自《通用機械》2020第7期
濱海熱電給水泵聯軸器“抱死”問題的分析與解決
作者：孫海龍 李豐均 王小文
