Ремонт двигателей для водяных насосов
§ 13. Ремонт водяного насоса
При малом периодическом ремонте у насосов добавляют сальниковую набивку, измеряют боковой зазор между зубьями приводных шестерён. Насосы закрытого типа (не модернизированные) снимают для контроля сальникового уплотнения.
При большом периодическом, подъёмочном и заводском ремонте водяной насос снимают с двигателя вместе с приводом, разбирают и ремонтируют.
Наиболее частыми неисправностями насоса являются следующие:
1) трещины корпуса у насосов с одним шариковым подшипником;
2) падение производительности и давления нагнетания вследствие увеличенных радиальных зазоров между корпусом и крыльчаткой;
3) течь сальника в недопустимых пределах из-за износа вала или сменной втулки;
4) износ шестерён привода;
5) износ и разрушение шариковых подшипников.
Разборка водяного насоса двигателя Д50
У двигателя Д50 имеются три конструкции водяных насосов: 1) с одним шариковым подшипником и другим скользящим подшипником; 2) с двумя шариковыми подшипниками и комбинированным сальником (фиг. 191), так называемый закрытый тип насоса; 3) с двумя шариковыми подшипниками и набивным сальником.
Фиг. 191. Водяной насос двигателя Д50 закрытого типа: 1 — фланец; 2 — приводная шестерня; 3 — гайка; 4 — наружный подшипник; 5 — распорная втулка; 6 — вал; 7 — сливной штуцер; 8 — уплотнительная втулка; 9 — всасывающий патрубок; 10 — крыльчатка; 11 — пружина сальника; 12 — глухая гайка; 13 — опорная шайба; 14 — уплотнительное кольцо; 15 — уплотнительная шайба; 16 — болт; 17 — установочный штифт; 18 — прокладка; 19 — шплинтовальная проволока; 20 — корпус
Разборка насосов всех типов производится примерно в одинаковом порядке.
Расшплинтовывают проволоку 19, связывающую болты 16, прикрепляющие насос к блоку. Выжимают установочные штифты 17, отвёртывают болты 16, а также болты, прикрепляющие всасывающий патрубок и нижний фланец к блоку. Снимают фланец у кожуха привода газораспределения, и насос отнимают от места. Отверстия в блоке закрывают заглушками.
Расшплинтовывают и отвёртывают гайку 3. Шестерню 2 спрессовывают с вала выжимным приспособлением. Болты 1, проходящие через плиту 3 приспособления (фиг. 192), ввёртывают в приводную шестерню Выжимной болт 4, упирающийся в торец вала, через шарик 2 ввёртывают в плиту. Далее снимают шплинтовальную проволоку и вывёртывают болты, крепящие фланец 1 (см. фиг. 191) наружного шарикоподшипника 4, и фланец 1 отнимают от места.
Фиг. 192. Приспособление для снятия приводной шестерни водяного насоса двигателя Д50: 1 — болт; 2 — шарик; 3 — плита; 4 — выжимной болт
Затем отвёртывают глухие гайки 12, укрепляющие всасывающий патрубок 9, который отнимают вместе с прокладкой от места. Расшплинтовывают и отвёртывают гайку, укрепляющую крыльчатку 10. Вал насоса 6 выпрессовывают вместе с шариковыми подшипниками и распорной втулкой 5 в сторону приводной шестерни 2. Выпрессовывают уплотнительную втулку 8 вместе с комбинированным сальником, состоящим из опорной шайбы 13, уплотнительного кольца 14 и уплотнительной шайбы 15. Для выпрессовки втулки 8 используют приспособление (фиг. 193), состоящее из балочки 1, сквозь которую проходит винт 3 с тарелкой, а на конце навёртывается гайкапри повороте рукояток винт 3 выпрессовывает втулку.
Фиг. 193. Приспособление для выпрессовки и запрессовки втулки водяного насоса: 1 — балочка; 2 — рукоятка; 3 — винт; 4 — гайка
Ремонт водяного насоса двигателей Д50. Балансировка крыльчатки насоса
Чугунные корпуса 20 (см. фиг. 191) водяных насосов, имеющие трещины длиной не более 40 мм, заваривают холодным способом, аналогичным применяемому при сварке блока и картера двигателя.
Увеличенные против нормы радиальные и осевые зазоры между корпусом 20, крыльчаткой 10 и всасывающим патрубком 9 доводят до нормы наплавкой корпуса и крыльчатки с последующей механической обработкой. Радиальный зазор после обработки должен находиться в пределах 0,19-0,65 мм.
Шарикоподшипники при заводском ремонте заменяют новыми и вставляют в корпус по допускам: зазор — 0,047 мм, натяг — 0,004 мм. Валы, имеющие выработку в местах посадки подшипников и уплотнений, заменяют новыми. У насосов изношенные втулки под сальниковыми уплотнениями валов заменяют новыми, изготовленными из стали 3 X 13 (ЭЖЗ).
Крыльчатку насоса вместе с валом и приводной шестернёй после ремонта подвергают динамической балансировке, причём дисбаланс допускается не более 30 гсм. Уменьшение дисбаланса достигается снятием металла у торцовой части крыльчатки, обращённой к приводной шестерне 2 (см. фиг. 191), зачистки отверстий в крыльчатке и снятии металла с торца приводной шестерни.
Насосы закрытого типа подвергают модернизации. Модернизация их заключается в следующем: увеличивают отверстие в сливном штуцере 7 до 9JAM, на фланце кожуха вала привода топливного насоса устанавливают сливную воронку, позволяющую вести наблюдение за водой, стекающей из штуцера 7, фланец 1 с внутренним диаметром 70 мм заменяют фланцем с внутренним диаметром 55 мм для поднятия уровня масла в камере смазки подшипников
Сборка водяного насоса двигателя Д50 и его испытание
Сборка водяного насоса производится в порядке, обратном его разборке. Для напрессовки вала с подшипниками используют трубку 1 (фиг. 194) с хвостовиком 2. При установке насоса на двигатель в местах соединения фланцев устанавливают паранитовые прокладки 18 (см. фиг. 191), смазанные герметиком. Правильность зацепления приводной шестерни с распределительной шестернёй топливного насоса устанавливают, перемещая насос вдоль опорной поверхности блока. Зазор между зубьями шестерён, измеряемый свинцовой выжимкой, должен находиться в пределах: при выпуске из текущего ремонта — 0,1-1,2 мм у при выпуске из заводского ремонта 0,1-0,45 мм. Несовпадение торцов шестерён допускается не более 2 мм. Зацепление шестерён проверяют по краске, причём суммарная длина отдельных участков отпечатка должна быть не менее 75% длины зуба. После проверки зацепления шестерён насос укрепляют окончательно с постанов, кой установочных штифтов 17.
Фиг. 194. Приспособление для напрессовки подшипника водяного насоса: 1 — трубка; 2 — хвостовик
Водяной насос после ремонта и сборки подвергают обкатке и испытанию которые проводятся на воде с температурой 80 +5° -10 при различных режимах. Обкатка производится на типовом стенде при числе оборотов 1 400 об/мин в течение одного часа, при этом всасывающие и нагнетательные вентили должны быть открыты. Насос опрессовывают при давлении воды 1,8±0,1 ати и 2,5±0,1 ати в течение 5 мин в каждом случае.
При давлении 1,8 ати проверяют качество уплотнения вала (допускается просачивание воды до 10 капель в минуту), а при давлении 2,5 ати — качество соединений стыков и литья деталей (течи не допускаются, кроме течи по сальнику).
Производительность насоса следует проверять при числе оборотов 1 775 об/мин, противодавлении 1,8 ати и разрежении на всасывании 0,8 ата. Производительность при этих условиях должна быть 90 000 л/час.
Ремонт водяного насоса двигателя 2Д100 и его испытание
Разборка насоса осуществляется при помощи приспособлений, по своей конструкции аналогичных приспособлениям, применяемым при разборке насоса двигателя Д50. При сборке насоса проверяют радиальный зазор между крыльчаткой и корпусом, который должен находиться в пределах 0,35-0,5 мм.
Изношенную втулку, напрессованную на крыльчатку, осторожно разрезают и удаляют. Новую втулку изготовляют из стали 1 Х 18Н9Ти напрессовывают с натягом 0,062-0,008 мм. Окончательная обработка втулки по наружной и торцовой поверхностям производится после напрессовки её на крыльчатку. В случае износа сальниковую втулку корпуса заменяют новой из бронзы АЖМЦ 10-3-1,5, причём радиальный зазор между сальниковой втулкой и втулкой, напрессованной на крыльчатку, должен быть не менее 0,3 мм.
Крыльчатку после наплавки для восстановления радиального зазора подвергают статической балансировке совместно со сменной втулкой и приводной шестернёй. Допустимый дисбаланс 30 гсм.
Уплотняющее кольцо, предохраняющее от утечки масла из подшипниковой камеры, вставленное в маслосбрасывающее кольцо, в случае замены изготовляют из того же чугуна, что и компрессионные кольца поршня двигателя. Маслосбрасывающее кольцо хромируют за исключением ручья под уплотняющее кольцо и внутренней поверхности, насаживаемой на вал.
Собранный насос после ремонта подвергают испытанию на стенде при различных режимах в таком же порядке, как и насос двигателя Д50.
Производительность насоса должна быть 90 ООО л/час при давлении нагнетания 1,7-1,9 ати, разряжении на всасывании 0,8 ата, числе оборотов 1 965 в мин и температуре воды 50-70°.
Типичные неисправности автомобиля
Технология ремонта водяного насоса
Признаки и причины неисправностей
Водяной насос, в основном выполняется центробежного типа.
Назначение водяного насоса: обеспечивать постоянную принудительную циркуляцию охлаждающей жидкости в системе охлаждения.
Основными неисправностями водяного насоса можно назвать:
— подтекание охлаждающей жидкости (выход из строя сальника)
Способ устранения: замена сальника
Для того, чтобы заменить сальник необходимо разобрать водяной насос.
Технология разборки водяного насоса осуществляется в следующей последовательности:
1) Отгибается стопорная шайба
2) Выворачивается гайка-колпак
3) При выполнение разборных действий необходимо удерживать вал водяного насоса от проворачиваний.
Схема технологии ремонта водяного насоса
После чего необходимо воспользоваться съемником и снять крыльчатку с сальником, затем снять уплотнительное кольцо и упорные кольца. После чего снимается шкив привода водяного насоса и выбивается шпонка. Следующим этапом является снятие пылеотражателя и стопорного кольца, далее выпрессовываем вал водяного насоса с шариковым подшипником в сборе. Заключительным этапом будет снятие уплотнений из корпуса насоса. Все уплотнения заменяются новыми.
Водяной насос:
1 — шкив привода водяного насоса;
2 — болт крепления шкива;
3 — упорная шайба;
4 — передний шариковый подшипник;
6 — задний шариковый подшипник;
7 — сальник, удерживающий смазку в полости подшипников;
8 — уплотнение валика водяного насоса, предохраняющее вытекание воды из водяной полости водяного насоса.
Ремонт погружного насоса для скважины своими руками
Редкие скважинные насосы могут отличиться абсолютной безотказностью. Некоторые поломки можно исправить по месту своими руками, в этом деле поможет наша инструкция с описанием типовых неисправностей, их диагностики, устранения, а также рекомендациями по обслуживанию.
Устранение засоров
Сказать, что качество воды в скважине далеко от идеального — не сказать ничего. Даже если насос оборудован фильтрующим устройством, оно будет нуждаться в периодической очистке, да и не сможет грубый глубинный фильтр задерживать мелкую фракцию, оседающую на крыльчатке и корпусе.
Большинство скважинных насосов ломаются именно из-за засоров рабочей части песком и отложениями известняка. Как минимум раз в два года нужно извлекать насос из скважины, промывать его и очищать поверхности функциональных элементов от загрязнений. Пусть вас не смущает малое количество отложений: после того как на поверхности появился налёт, дальнейшее накопление отложений происходит лавинообразно.
Очистке подлежит насосная, то есть нижняя часть устройства, а также каналы протока воды. Разделить насос на две половины можно после снятия защитной сетки в центральной части. Нужно скрутить 4–6 гаек со шпилек, которыми стянуто фланцевое соединение.
Прокачка воды в глубинных насосах происходит за счёт нескольких крыльчаток, последовательно насаженных на вал. Их нужно снять, запомнив порядок сборки, а затем очистить от грязи вместе с внутренней поверхностью гильзы, сеткой и прочими элементами, контактирующими с водой. Поверхности деталей не следует очищать механически, избегая появления царапин. Лучше воспользоваться щадящей бытовой химией для снятия накипи и преобразователями ржавчины, а затем оттереть остатки налёта мягкой синтетической щёткой или грубой стороной губки для посуды.
Проверка линии питания
Первичная диагностика насоса включает в себя его изъятие из скважины и кратковременное включение «на сухую» с контролем вращения вала. При этом следует обращать внимание на характер гудения двигателя: он не должен испытывать дополнительной нагрузки, категорически неприемлемы треск, шелестение и неравномерный гул.
Обращаем ваше внимание, что проверять насос нужно без переподключения к электросети. Длина и сечение провода должны быть такими же, как и в повседневной работе. Связано это с тем, что падение напряжения на линии питания более 30–50 метров может быть весьма существенным, к тому же нельзя исключать перелом жил, пробой изоляции и неисправности защитно-пусковой автоматики.
Повреждение изоляции сетевого кабеля
Прежде всего, отсоедините одну из жил питания с клеммной колодки насоса и измерьте напряжение — оно не должно быть ниже допустимых паспортных значений. Если падение напряжения слишком сильное, то замените кабель на более качественный или увеличенного сечения. Также в полностью отсоединённом кабеле измерьте сопротивление между жилами и каждой из них отдельно. В первом случае мультиметр не даст показаний ни в одном из диапазонов, обратное свидетельствует о пробое изоляции, что свойственно для марок ПВС, изолированных вспененным ПВХ пластикатом. Значение сопротивления самих токоведущих жил внесёт больше ясности в проблему падения напряжения, поможет исключить влияние переходных сопротивлений на клеммных зажимах.
Также не забудьте выяснить, не вышел ли из строя защитный автомат. Его номинал точно подбирается под насос, чтобы при малейшей перегрузке питание отключалось, не допуская повреждений моторной части. Преимущественно используются автоматические выключатели с характеристикой отключения «А», номинал подбирается и регулируется как по мощности насоса, так и по напряжению питания и длине линии.
Отличие штанговой конструкции от монолитной
Как уже упоминалось, существует два типа конструкции скважинных насосов. Их проще всего отличить по расположению двигателя: в монолитных он расположен в верхней части общего корпуса и омывается потоком воды. В штанговых разновидностях моторный модуль крепится снизу через фланцевое соединение, валы насоса и двигателя соединены шлицевой муфтой. Забор воды ведётся в средней части корпуса через сетку и потому такие насосы в большей степени подвержены работе на сухом ходу при малом динамическом уровне скважины.
Главное преимущество штанговой конструкции — возможность определить причину неисправности без основательной разборки. После разъединения двух частей ход и люфт вала в каждой из них можно проверить по отдельности, в то время как для монолитных насосов потребуется предварительно снять все крыльчатки.
Устройство штангового погружного насоса. А — насосная часть: 1 — выходной патрубок; 2 — вал насоса; 3 — компенсационное кольцо; 4 — уплотнительное кольцо; 5 — всасывающая камера; 6 — шлицевая муфта; 7 — вал двигателя; 8 — защитная сетка; 9 — рабочее колесо; 10 — подшипник рабочего колеса; 11 — проточный канал; 12 — обратный клапан. Б — двигатель: 13 — канал для отвода песка; 14 — уплотнение; 15 — обмотка статора; 16 — подшипник для снятия осевой нагрузки; 17 — упорный подшипник; 18 — система выравнивания давления; 19 — ротор; 20 — смазка; 21 — вал насоса; 22 — муфта; 23 — сетевой кабель
Есть и другие конструкционные решения. В частности, шнековые насосы устроены подобно штоковым, но забор воды выполняется в верхней части, при этом принцип работы несколько отличается. Главное преимущество — простота обслуживания насосной части: замена шнека и, при необходимости, демпферной муфты выполняется за 10–15 минут. Достаточно только открутить от 3 до 5 болтов на верхнем торце и снять внешний стакан насосного блока. Важно помнить, что двигатели шнековых насосов могут почти неограниченно работать на сухом ходу, но только если снят шнек.
Шнековый (винтовой) скважинный насос
Посторонние шумы при работе
Сразу после покупки насоса очень важно провести несколько кратковременных пусков на сухом ходу и один-два продолжительных пуска с погружением в ёмкость с водой. При этом оценивается и запоминается характер шума при работе.
Смена тональности звука может свидетельствовать о несоответствии питающего напряжения. При сильном его падении гул двигателя будет более низким и натужным, если такой насос опустить в скважину, он может попросту не поднимать воду на нужную высоту даже будучи полностью исправным. Слишком высокая тональность может быть следствием того, что насос не передаёт вращение на крыльчатки или иной рабочий орган. Причиной может быть лопнувший вал, сточенные шлицы на соединении штоков или разбитые посадочные места рабочих колёс.
Наличие воя (пения) при работе — характерный признак повышенного трения в опорных подшипниках. О разбитых сепараторах может говорить треск или сильно выраженная вибрация. Крайний случай — заклинивание валов, при этом двигатель насоса натужно гудит, но не вращается.
Ревизия моторной части
Глубинные скважинные насосы снабжены однофазным, в основном бесколлекторным асинхронным двигателем. В схеме подключения имеется пусковой конденсатор. Статор электродвигателя имеет монолитное крепление к корпусу, часто он залит эпоксидным компаундом.
В насосах монолитной конструкции двигатель нужно выдавить из стакана, нажав на отвод подключения отходящего трубопровода при снятых крыльчатках. В штоковых насосах моторная часть отсоединяется при расстыковке двух половин, в шнековых — после снятия рабочего винта. Во всех случаях к внутренностям двигателя (конденсатору, соединительным клеммам) можно добраться только после снятия герметичной пробки. Она фиксируется 2–3 винтами на боковой поверхности гильзы и мощным стопорным кольцом. В некоторых разновидностях насоса пробка может требовать применения специального съёмника.
Статор двигателя скважинного насоса
Все двигатели скважинных насосов наполнены маслом, выполняющим смазывающую, охлаждающую и диэлектрическую функции. Масло используется специальное пищевое, но оно имеется в свободной продаже. Признаками низкого качества может быть мутный цвет масла в случае смешивания с водой, потемнение или наличие механических примесей, а также недостаточный уровень. Если масло в норме, его нужно слить в чистую сухую ёмкость, оставив корпус мотора на 15–20 минут, пока остатки полностью не стекут со стенок. Недостаточная наполненность двигателя маслом говорит об износе сальниковых уплотнений.
Помимо испорченного масла причинами неисправности двигателя могут быть изношенные подшипники, что определяется по люфту и шуму свободного хода. Если насос долгое время эксплуатировался в экстремальных условиях, может быть поведён (скручен) вал, возможен перегрев изоляции обмоток. Сгоревшие статоры ремонту практически не подлежат, но их достаточно легко заменить.
Подгорание обмотки статора из-за попадания воды в двигатель
Ревизия насосного механизма
Кроме загрязнений основной причиной поломки механизма перекачки служит долгая работа на сухом ходу. Блоки центробежных крыльчаток из-за отсутствия жидкости сильно греются и спекаются, поэтому единственным вариантом ремонта остаётся их замена. Аналогично обстоит дело со шнеком и посадочными втулками. Также при заклинивших крыльчатках возможен проворот вала в посадочных отверстиях, а в мощных насосах — его деформация и даже разрушение.
В шнековых насосах винты и посадочные втулки — расходные материалы, их меняют каждые 3–5 лет в зависимости от интенсивности использования. Основными причинами служат естественное старение элементов и воздействие мелких абразивных частиц.
Винт и втулка для шнекового насоса
Заострим ваше внимание на том, что детали скважинных насосов имеют высокую точность подгонки, благодаря чему очищенный механизм легко собирается и разбирается. Если при сборке части не становятся на своих места свободно, значит порядок установки элементов нарушен. В разных моделях насосов имеются специфические отличия конструкции, но основные рекомендации по самостоятельному ремонту и разборке с целью ревизии всегда описаны в руководстве пользователя, зачастую включающему и сборочную схему.