矿用多级泵(特别是平衡盘结构的泵)在运行中出现轴向窜动大,是现场非常危险且常见的故障。这通常意味着泵的转子在轴向方向上失去了稳定的定位,来回窜动超出了设计允许的范围。

矿用多级泵通常采用平衡盘来自动平衡轴向力。当轴向窜动过大时,平衡盘和平衡环会频繁接触、撞击,导致摩擦副严重磨损。一旦间隙过大,平衡失效,会产生金属干摩擦高温,导致平衡盘烧毁、变色,甚至使转子完全失去平衡力而顶死。
转子的大幅度轴向移动会导致叶轮口环与泵体上的密封环发生摩擦。轻则导致口环磨损、间隙增大,内泄漏增加;重则导致叶轮与泵体卡死(扫膛),引发转子抱死,电机过载跳闸。
叶轮前后盖板与导叶或泵体发生摩擦,导致叶轮变薄、强度下降,严重时可能导致叶轮叶片断裂,造成泵体内部严重损坏。
用于级间密封的隔板衬套会因转子的窜动而磨损,导致各级之间串水,容积损失急剧增大。
1、扬程降低: 叶轮与导叶的对中位置发生改变(偏离最佳工况点),液体流动紊乱,导致泵的扬程达不到额定值。
2、流量减小: 内部泄漏量增大(叶轮口环磨损、级间套磨损),导致出口流量显著下降,无法满足矿井排水或采掘面供水需求。
3、振动与噪声加剧: 转子失去平衡位置,在高速旋转下产生剧烈的强迫振动,同时内部摩擦发出刺耳的金属撞击声或啸叫声。
轴向力无法有效平衡,会通过联轴器传递到电机轴承上,导致电机轴承承受巨大的附加轴向力,引起电机轴承温度升高、磨损甚至抱轴。
剧烈的轴向窜动会使联轴器胶圈(或弹性块)快速磨损,膜片联轴器疲劳断裂,严重时甚至导致联接螺栓被剪断。
如果泵采用的是滑动轴承,轴向窜动大会导致推力瓦块承受交变冲击载荷,油膜破坏,最终导致巴氏合金熔化,即烧瓦事故。
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