1、概述

　　我公司某制冷劑裝置使用的一臺XWB型軸向進口結構形式旋渦泵，屬于小流量高揚程泵。該泵基本結構如圖1所示。

　　該泵裝配要求必須保證葉輪與殼體之間的單側軸向間隙≤0.15mm，以及半徑方向的徑向間隙≤0.3mm。葉輪固定地安裝在軸端上，軸由一對向心推力軸承來固定在軸承箱內，軸承的游隙就是該泵唯一能夠進行軸向移動的間隙。根據軸承產品手冊，該軸承的游隙在0.032～0.040mm之間，而實際卻要求控制在0.1～0.2mm。根據真空技術網前文介紹最小葉輪側隙c越小，泵揚程和效率均有提高。但c 太小會使葉輪與泵體、泵蓋接觸面產生摩擦很快磨損，泵壽命和可靠性降低。c可由泵結構確定，在正常工作范圍內，徑向力使葉輪產生的最大偏擺量△z不應超過AC，即Cmin=Z。圖2是懸臂式泵葉輪偏擺簡化示意圖。

圖1 XWB型旋渦泵圖2 受力簡圖

　　在徑向力W作用下軸發生變形位移量，葉輪將會與泵體、泵蓋接觸。葉輪側間隙就只能由軸、泵體、泵蓋等零件的軸向尺寸來決定，軸向尺寸的控制就很困難，這樣會導致葉輪兩側間隙難以調整，無法使葉輪處于最佳工作狀態。另外，現有結構中的軸端在工作時，會受到較大的徑向力，從而使軸產生撓度，并引起葉輪偏擺。同時，軸承游隙控制過大，會造成葉輪偏擺嚴重，就會發生葉輪與泵體間發生碰撞摩擦，甚至卡死的現象，從而造成事故停車。

　　根據該泵的結構可知，在運行和檢修中葉輪間隙的調整都是很難達到規定的技術要求的，因此在實際使用中也表現出葉輪因易與泵蓋磨損，影響了泵的流量和揚程，同時葉輪更換也過多。在真空技術網前文中以相同結構的4種懸臂式泵，進行改變軸向間隙C的試驗，得出不同軸向間隙下Q-h，Q-g的曲線圖。從試驗結果可以看出，軸向間隙c對泵揚程、泵的效率都有很大的影響。

　　因此旋渦泵在運行中如何有效地保證葉輪側隙，如何在檢修中調整出正確的葉輪側隙，對于泵的可靠穩定運行尤其重要。若采用葉輪側隙可調式的結構就會大大提高泵的穩定性和方便維修。

2、葉輪側隙可調的結構

　　下面介紹幾種葉輪側隙可調的結構。

2.1、葉輪自調式結構

　　這種結構形式，葉輪不是采用固定方式定位在軸上，而是可以自由地進行軸向移動。在運行過程中，葉輪根據受力情況自主地進行調節，籍此達到葉輪軸向力平衡的狀態。

　　(1)采用如PENTAIR PUMP GROUP公司生產的AURORA旋渦泵類型的方式，如圖3所示，葉輪經過精加工，與軸精密配合，而不是固定在軸上，保證了葉輪能夠自由地軸向移動，而又不致于偏斜到與泵蓋相摩擦。葉輪端面鉆有平衡孔，可使葉輪前后端面的壓力自動平衡。因此這種結構是靠液壓進行自動調節平衡的。在正常運行時，葉輪基本不與泵蓋相摩擦，泵的運行性能比較穩定。此類型旋渦泵在起動和停車時，不可避免地會造成葉輪與殼體之間的軸向摩擦，因而也影響旋渦泵的-使用壽命。

　　(2)采用如專利98228714.3懸浮自調立式旋渦泵技術。該專利中，通過一系列措施使葉輪與泵體的兩側間隙能自動均勻調整，達到穩定運行的目的：其一，將泵軸下部的臺階軸改為同直徑的直通軸；其二，將葉輪套裝在泵軸的下部，讓它與泵軸間的配合采用滑動配合，并在葉輪的端面上鉆有平衡孔。其三，在泵蓋內增設下導向軸承，讓下導向軸承支撐泵軸的下端，見圖4。

　　該旋渦泵葉輪在與泵軸一起旋轉時，被輸送液體對葉輪有一個向上的壓力，于是葉輪會自動向上浮動，處于懸浮狀態。由于葉輪端面鉆有平衡孔，會使葉輪上、下端面的壓力自動平衡。這樣就會使葉輪在工作時，其兩端面自動與泵體、泵蓋之間的軸向間隙始終保持均勻，從而可以大大降低零件加工的位置公差。另外，增設了下導向軸承使葉輪的偏擺和泵軸彎曲變形大大減少，從而提高了泵的效率，使泵長期安全運行。以上2種方式的葉輪端面上均鉆有平衡孔，這樣就會使葉輪在工作時，其兩端面自動地與泵體、泵蓋之間的軸向間隙始終保持均勻，使泵長期轉動平穩。

2.2、葉輪采用固定方式

　　通過可調軸向技術來調整葉輪間隙

　　(1)采用如GOULDS PUMPS公司結構的調整方式，如圖5所示。葉輪固定在軸上，泵軸由一只雙列深溝球軸承和一只單列向心球軸承支撐，并安裝于軸承座內。雙列球軸承的軸承座結構設計成可以進行軸向移動，通過軸承座上的可調節螺栓來完成軸向移動，達到對旋渦泵葉輪的軸向間隙進行調整的目的。雙列深溝球軸承在外徑和內徑相同的情況下，其負荷能力顯著高于單列軸承。通常其軸承間隙是0.005—0.020mm，因此這種結形式，在泵起動和停止過程中，葉輪不會與泵殼、泵蓋有摩擦，非常方便在檢修中及時地根據葉輪及其它零件尺寸發生變化后進行葉輪側隙再調整。此法簡捷可靠，軸承的壽命也較長。

　　(2)采用專利200720084293可調式旋渦泵技術圈該專利主要是通過技術方案來實現葉輪軸向、徑向間隙的調整，如圖6所示。泵運行的原理相同，但特點主要表現在修理當中，當葉輪16與活動隔板9的間隙磨損過大時，擰動隔板調節螺絲7上的螺母，將活動隔板9與葉輪16之間的間隙調小，當葉輪16與泵蓋14的間隙磨損過大時，擰動泵蓋調節螺絲13上的螺母，將泵蓋14與葉輪16之間的問隙調小。

　　泵體與葉輪的相對面上鑲有金屬片；泵蓋與葉輪的相對面上也鑲有金屬片。泵體與泵蓋套之間裝有0形密封圈，泵蓋套與泵蓋之間裝有0形密封圈。

　　該泵的一個主要特點就是間隙調整非常方便，但結構過于復雜，而且不易在現有泵上進行改進。以上兩種方式中，葉輪是固定不動的，都是通過調整其它部件，以保證葉輪的軸向間隙。