Строительные машины и оборудование, справочник





Грунтовые насосы

Категория:
   Портовые подъемно-транспортные машины


Грунтовые насосы

Грунтовые насосы представляют собой одноступенчатые центробежные насосы значительно усиленной конструкции для противодействия высокоабразивной гидросмеси и пропуска достаточно крупных включений.

Детали грунтовых насосов подвержены гидроабразивному, ка-витационному и механическому изнашиванию.

Основной вид изнашивания пульпопроводящих элементов насоса (рабочих колес, корпуса, бронедисков, крышек насоса, всасывающего и нагнетательного патрубков) — гидроабразивный. Интенсивность гидроабразивного изнашивания зависит от ряда факторов, характеризующих пульпу и частицы добываемого материала, а также от износоустойчивости пульпопроводящих элементов земснаряда и гидроперегружателя.



Различают общее и местное гидроабразивное изнашивание насосов. Общее изнашивание проявляется в сравнительно равномерном уменьшении толщины деталей и наблюдается на поверхностях бронедисков, боковых облицовках и большей части радиальной облицовки корпуса (улитки), патрубках и др. Местное изнашивание возникает в местах образования вихрей и кавитации. Местное изнашивание значительно интенсивнее общего.

Кавитация является следствием нарушения режима работы насоса и вызывается, как правило, значительным увеличением вакуума во всасывающей линии. Местная кавитация возникает за различными препятствиями в проточных частях насоса (неровные стыки деталей, бугорки от электросварки и другие неровности поверхности, которые образуются при изнашивании деталей или их неправильном восстановлении при ремонте). От кавитации изнашиваются все детали насоса, включая приводной вал, опорные подшипники и фундамент. При ней резко нарастает вибрация насоса, что может привести к любым повреждениям деталей, а в предельном случае — к полному разрушению насоса. Из-за кавитации часто возникает срыв вакуума по всасывающей линии и прекращается работа насоса. Для уменьшения возможности возникновения кавитации в грунтозаборное устройство устанавливают эжекти-рующие насадки.

Рис. 1. Грунтовый насос: 1— корпус; 2 — облицовка корпуса; 3 — рабочее колесо; 4 — передний бронедиск; 5 — передняя крышка; 6 — уплотнительное кольцо; 7 — облицовка всасывающего патрубка; 8- патрубок промывочной воды; 9, 10 — регулировочные болты; 11 — защитная втулка; 12 – нажимная втулка; 13 — сальник; 14 — лабиринтное уплотнение; 15 — патрубок промывочной воды; 16 — задняя крышка; 17 — задний бронедиск; 18 — облицовка нагнетательного патрубка; 19 — нагнетательный патрубок; 20 — отсекатель

Механическое изнашивание насоса происходит в результате трения и ударов твердых тел гидросмеси по его деталям, что характерно при работе на гравийных грунтах.

Износ большинства деталей насоса ухудшает его характеристики и снижает подачу, что является показателем общего изнашивания насоса. Обычно насос ремонтируют при падении подачи до 20—30%. При этом детали насоса в результате изнашивания теряют до 30% первоначальной массы, что считается допустимым.

Типичная компоновка одного из грунтовых насосов приведена на рис. 1. Рама насоса отлита со стойками подшипника и задней крышкой корпуса. Вал с насаженным колесом 3 вращается в сферических роликовых подшипниках, один из которых радиально-упорный для восприятия осевой нагрузки от рабочего колеса.

Корпус (улитка) определяет долговечность насоса, для увеличения которой в нем устанавливают специальную защитную облицовку (рубашку), изготовляемую из листовой стали толщиной 18—25 мм. Грунтовые насосы гидроперегружателей допускается изготовлять без облицовки корпуса, в этом случае изнашивается сам корпус.

Изношенные более чем на 30% первоначальной толщины облицовки заменяют, а корпуса восстанавливают путем электронаплавки качественными электродами, последние 2 слоя обычно наплавляют износоустойчивыми электродами (13 КН/ЛИВТ). Износ корпусов (облицовок) на большей части поверхности равномерный. Наблюдается интенсивный местный износ (допускается до 60% первоначальной толщины) в зоне.наибольших скоростей у нагнетательного патрубка (рис. 2). На стыке спиральной части корпуса/и выходного патрубка 3 на многих насосах предусмотрены вставные отсекатели 2 («грунтоотбойные углы»), изготавливаемые

из углеродистой стали с закаленной рабочей поверхностью. Изношенные отсекатели восстанавливают путем электронаплавки с обязательным скруглением наплавленной поверхности наждаком. Более целесообразно для замены иметь запасные отсекатели, так как обеспечить наплавкой правильную форму их рабочей поверхности сложно. При восстановлении отсекателей наплавка металла с запасом на изнашивание не допускается из-за усиленной кавитации в зоне за отсека-телем.

При ремонте корпусов и крышек насосов в навигационный период (в период ТО-2 ПТМ) гЛубокие каверны заполняют бетоном или мастиками на эпоксидной основе, что существенно увеличивает срок службы этих деталей.

Рис. 2. Места повышенного износа корпуса грунтового насоса отмечены штрихпунктиром

Рабочие колеса (крылатка) насосов литые или сварные закрытого типа с тремя-четырьмя лопастями. Среди деталей грунтового насоса колеса изнашиваются наиболее быстро, причем в первую очередь лопасти и торцовые диски. Изнашивание лопастей по длине и ширине неравномерное’ и ухудшает не только гидравлические характеристики, но и нарушает балансировку колеса. Появившаяся вибрация нарушает центровку валовой линии и расшатывает фундамент, способствует изнашиванию подшипников.

Места износа рабочего колеса существенно зависят от состава гидросмеси: при песке изнашиваются рабочие поверхности лопастей и заднего бронедиска, при наличии крупных твердых включений — входные кромки лопастей.

Характерные места износа рабочих колес грунтовых насосов изображены на рис. 3. По сравнению с гидроперегружателями земснаряды работают со значительно более коротким нагнетательным пульпопроводом. Это принципиально меняет режим работы грунтового насоса, связанный прежде всего с уменьшением давления, так как повышается вихреобразование при течении пульпы через его проходные части, что приводит к интенсивному неравномерному местному износу насоса.

При режимах работы насоса с низким давлением усиленно изнашиваются в основном области вблизи наружного обода колеса, где скорость изнашивания возрастает в 4—6 раз.

Так, через 200—250 ч работы насоса с низким давлением на дисках и выходных кромках лопастей появляются сквозные выработки — «кратеры». После этого начинают усиленно изнашиваться не только колеса, но и другие проточные части (корпус, бронедиски, всасывающая горловина и др.), так как при изношенных дисках колеса абразивные частицы имеют свободный доступ в пазухи насоса. Детали проточной части насоса при работе на мелких песках полностью изнашиваются через 400—500 ч.

Грунтовые насосы добывающих земснарядов снабжаются рабочими колесами разного диаметра для работы при различных давлениях, соответствующими конкретным условиям (работа с сортировочными и обогатительно-обезвоживающими устройствами или без них, погрузка непосредственно в суда или транспортировка на берег по трубопроводу различной длины).

Общий износ лопастей и дисков рабочего колеса допускается до 40% первоначальной толщины, местный — до 60%.

Изношенные колеса восстанавливают путем электронаплавки. Хорошие результаты от наплавки порошковой проволокой ПП-70Х20РЗ-0 (износоустойчивость на 70% выше, чем электродами Т-590), но в связи с высоким содержанием борида хрома стоимость ее существенно выше других износостойких наплавочных материалов,

Рис. 3. Места повышенного износа рабочих колес грунтовых насосов: а — при высоком давлении (отмечены штрихпунктиром); б — при низком давлении; 1 — в месте стыка диска с лопастью; 2 — на рабочей поверхности лопасти; 3 — на внутренней поверхности дисков; 4 — на наружной поверхности дисков; 5 — на нерабочей по. верхности лопасти

При наплавке торцевых поверхностей дисков колеса применяют специальное приспособление для подформовки жидкого металла. Приспособление состоит из двух медных пластин, прижимаемых к дискам колеса струбцинами. Металл наплавляется на торцевую поверхность диска между пластинами, которые обеспечивают достаточно точную толщину наплавляемого слоя и гладкие боковые поверхности. Приспособления такого типа применяют для наплавки и других поверхностей колеса.

При ремонте колес особое внимание необходимо уделять их балансировке. Неуравновешенность не должна превышать 50 г на внешнем диаметре. Статическую балансировку колеса проводят после наплавки и механической обработки на специальном стенде на закаленных призмах. Небаланс устраняют путем вырубки или наплавки нерабочих (нижних) поверхностей лопастей с последующей зачисткой для сохранения их профиля.

Бронедиски изнашиваются из-за попадания абразивных частиц в щелевой зазор между рабочим колесом и бронедиском (пазухи насоса). По мере изнашивания этих деталей зазор увеличивается и износ прогрессирует. Поэтому зазор (допустимое значение — 10 мм) необходимо периодически регулировать подвижкой бронедисков болтами. Износившиеся бронедиски, как правило, заменяют. Общий износ бронедисков допускается до 40% первоначальной толщины, местный — до 60%.

Для восстановления бронедисков технология наплавки должна исключать их коробление.

На изнашивание рабочего колеса и бронедисков существенно влияет состояние уплотнения всасывающего патрубка.

Уплотнительное кольцо обеспечивает необходимую плотность подвижного соединения рабочего колеса с всасывающим патрубком и изолирует нагнетательную область грунтового насоса от всасывающей. Зазор между уплотнительным кольцом и рабочим колесом должен быть в пределах 0,1—0,4 мм

в зависимости от диаметра всасывающего патрубка. Зазор контролируют щупом через всасывающий патрубок и регулируют прокладками между кольцом и облицовкой всасывающего патрубка. При общем износе более 20% первоначальной толщины уплотнительное кольцо заменяют.

Сальник и лабиринтное уплотнение изолируют нагнетательную сторону насоса от внешней среды. Лабиринтное уплотнение предназначено в основном для предохранения сальника от попадания абразивных частиц, при износе его заменяют. При увеличении утечки промывочной воды сальник поджимают нажимной втулкой так, чтобы вода просачивалась через него частыми каплями или текла тонкой струйкой. Если вода совсем не проходит, сальник греется и быстро выходит из строя. Если перемещения нажимной втулки недостаточно для устранения чрезмерной течи воды, сальник пополняют. При нормальной работе грунтового насоса сальник заменяют через 400—500 ч.

Защитная втулка предохраняет ступицу рабочего колеса от изнашивания. Втулка изнашивается под сальником попавшими в него абразивными частицами, которые прорезают на поверхности втулки характерные борозды. При глубине борозд 0,5—1 мм втулку заменяют.

При ежесменном техническом обслуживании грунтового насоса сальник подтягивают, проверяют его состояние и температуру насоса. Проверку и регулировку зазоров между рабочим колесом и бронедисками, между уплотнительным кольцом и горловиной рабочего колеса проводят еженедельно.

При периодическом техническом обслуживании гидроперегружателя грунтовой насос полностью разбирают и дефектуют все детали.

Капитальный ремонт грунтового насоса проводят через наработку, равную двум периодичностям технического обслуживания гидроперегружателя, т. е. при каждом втором ТО-2.

Проблему повышения долговечности грунтовых насосов решают двумя путями: применяют более износостойкие материалы для изготовления и ремонта деталей и разрабатывают более совершенные геометрические формы деталей проточного тракта насоса.

Из таблицы видна эффективность применения рабочих колес из чугуна марки ИЧХ16МТ- для гидросмесей с небольшим содержанием гравия. Детали грунтовых насосов для перекачивания песчано-гравийных смесей с крупными включениями практически не изготавливают из чугуна, так как они плохо противостоят ударным нагрузкам. Есть сведения, что добавки титана снимают эти ограничения.

Из сталей для рабочих колес наиболее эффективна сталь марки ЗОХНМЛ, особенно для гравиедобывающих земснарядов.

Перспективно также гуммирование (обрезинивание) деталей грунтовых насосов. Испытания таких насосов, проведенные в ЛИВТ и других организациях, дали удовлетворительные результаты.

Читать далее:

Категория: - Портовые подъемно-транспортные машины

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины