煤礦、鐵礦、有色金屬礦和非金屬礦等都是透水事故的高發(fā)區(qū)。在礦井排水時(shí)，如果水泵發(fā)生故障，礦井就有被淹沒(méi)的危險(xiǎn)。煤礦中的主排水泵的結(jié)構(gòu)一般為通過(guò)穿杠螺栓將泵殼體中的進(jìn)水段、中段、出水段和轉(zhuǎn)子連接在一起組成的單吸或雙吸多級(jí)臥式離心泵，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
由于廣一管道泵承擔(dān)了礦井中主要的排水任務(wù)，工作時(shí)間長(zhǎng)，環(huán)境惡劣，而排出的水質(zhì)中所含的固體顆粒多，加上流水的沖刷葉輪和導(dǎo)葉非常容易銹蝕和磨損。為了保證礦井工作環(huán)境的安全，一般礦井中都有多個(gè)水泵輪流工作，大量的水泵需要檢修。穿杠螺栓連接是否可靠將直接關(guān)系到多級(jí)離心泵效率的高低，為了提高裝卸效率保證穿杠螺栓連接的可靠性，必然需要使用較大的緊固和拆卸力矩對(duì)離心泵穿杠螺栓進(jìn)行的裝卸。
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圖1：重型多級(jí)離心泵結(jié)構(gòu)圖
1、手動(dòng)裝卸
手動(dòng)裝卸，就是將扳手直接套在穿杠螺栓的螺母上，依靠人力扳動(dòng)扳手來(lái)使螺母旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)螺栓的擰緊或拆卸。由于穿杠螺栓尺寸規(guī)格比較大、所需的預(yù)緊力也很大，廣一水泵廠通常采用鋼板和鋼管焊接而成的自制扳手進(jìn)行人工裝卸，扳手把可以套更粗的鋼管用來(lái)加長(zhǎng)擰螺栓時(shí)的驅(qū)動(dòng)力臂。
手動(dòng)裝卸的優(yōu)點(diǎn)就是工具簡(jiǎn)單，不需耗費(fèi)電能；缺點(diǎn)是在手動(dòng)裝卸的過(guò)程中需要將扳手不斷取下再套進(jìn)穿杠螺母，由于穿杠螺栓連接的非常牢固，要多人同時(shí)工作才能完成，不但裝卸效率底、速度慢，還浪費(fèi)時(shí)間和勞動(dòng)力。因?yàn)槭艿剿醚b卸空間的約束，靠近離心泵底部的穿杠螺栓進(jìn)行手動(dòng)裝卸非常不方便，裝卸時(shí)要把水泵立起來(lái)，容易導(dǎo)致泵體內(nèi)葉輪和導(dǎo)葉發(fā)生串動(dòng)而且操作起來(lái)也不安全。
要擰緊和拆卸所需力矩很大的螺栓配合，使用傳統(tǒng)的手動(dòng)裝卸時(shí)會(huì)產(chǎn)生很劇烈的振動(dòng)，很容易對(duì)相鄰的零部件產(chǎn)生損傷，嚴(yán)重的有可能破壞原有的力學(xué)平衡；很難控制手工裝卸所達(dá)到的裝配精度。
2、起重機(jī)進(jìn)行裝卸
起重機(jī)裝卸就是利用起重機(jī)代替人力通過(guò)自制扳手對(duì)穿杠螺栓進(jìn)行裝卸的方法。用起重機(jī)進(jìn)行裝卸穿杠螺母時(shí)，首先要手動(dòng)將螺母擰到一定程度，然后利用起重機(jī)將自制扳手的頭部套入穿杠螺栓的螺母上。把自制扳手套入穿杠螺母，將起重機(jī)吊鉤停在扳手尾部上方，然后通過(guò)吊裝帶將扳手的尾部和起重機(jī)的吊鉤連接起來(lái)，啟動(dòng)起重機(jī)。主要是利用起重機(jī)電機(jī)產(chǎn)生的拉力來(lái)實(shí)現(xiàn)穿杠螺栓的拆卸和安裝。
起重機(jī)進(jìn)行裝卸的優(yōu)點(diǎn)是與手動(dòng)擰緊相比能夠節(jié)省部分人力，一定程度上提高了裝卸效率；缺點(diǎn)是仍然需要多人操作才能完成，工作時(shí)要不停的將扳手取下再套上，起重機(jī)的頻繁啟動(dòng)會(huì)對(duì)起重機(jī)造成一定損傷降低使用壽命；此外這種方法是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行控制預(yù)緊力，一般是起重機(jī)使廣一管道泵的一角離地時(shí)停止擰緊。離心泵的重量隨著泵的型號(hào)而不同，該方法雖然能實(shí)現(xiàn)螺栓的擰緊，但是預(yù)緊力不好控制。又因其力系又不能自行封閉，會(huì)對(duì)螺栓配合和起重機(jī)都會(huì)造成一定的損害，從而造成裝配成本的大大增加。該公司目前主要就是使用起重機(jī)和自制扳手相配合的方法進(jìn)行拆卸和擰緊穿杠螺母。
3、電動(dòng)裝置進(jìn)行裝卸
電動(dòng)裝置進(jìn)行裝卸就是利用電動(dòng)裝置代替人力進(jìn)行穿杠螺母的裝卸。該裝置主要由電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)和機(jī)架組成。工作時(shí)調(diào)節(jié)升降機(jī)構(gòu)，使傳動(dòng)裝置和待裝卸穿杠螺母的軸線在同一條直線上。啟動(dòng)電機(jī)由減速機(jī)帶動(dòng)要裝卸的螺母旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)螺母的預(yù)緊和拆卸。
廣一水泵廠采用電動(dòng)裝置進(jìn)行裝卸的優(yōu)點(diǎn)是裝卸速度快，整個(gè)過(guò)程中不需多次取下套筒就能夠完成螺栓的預(yù)緊或拆卸；缺點(diǎn)是在預(yù)緊穿杠螺栓時(shí)不能在達(dá)到預(yù)緊要求時(shí)自行停止轉(zhuǎn)動(dòng)，容易損壞減速機(jī)的齒輪。
4、液壓裝置進(jìn)行裝卸
液壓裝卸裝置主要是由動(dòng)力源和執(zhí)行機(jī)構(gòu)和其他附件組成。動(dòng)力源主要由液壓泵提供的壓力能；其他附件主要包括：高壓軟管、壓力表和控制油路的電磁閥組成；執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要分為螺栓拉伸器和液壓扳手兩種。
螺栓拉伸器的執(zhí)行元件是拉伸體，主要包括活塞缸、活塞、支承橋和拉伸螺母等部分組成。在螺栓拉伸器工作時(shí)，動(dòng)力源產(chǎn)生的高壓油通過(guò)高壓軟管流進(jìn)活塞缸內(nèi)，活塞在活塞缸內(nèi)壓力的作用下向外移動(dòng)，帶動(dòng)拉伸螺母向外移動(dòng)。拉伸器的拉伸螺母與工作螺栓的螺紋相聯(lián)接，從而能夠使工作螺栓拉長(zhǎng)。當(dāng)螺栓的伸長(zhǎng)量達(dá)到所要求的變形量時(shí)，然后進(jìn)行預(yù)緊或拆卸，在液壓系統(tǒng)的液壓泵卸壓后，即完成了一次鎖緊或拆卸螺栓的過(guò)程。
螺栓拉伸器的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)速度快、預(yù)緊力控制精確，沒(méi)有扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力、不會(huì)產(chǎn)生摩擦損傷、還可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)螺栓同時(shí)預(yù)緊；所以螺栓拉伸器在預(yù)緊力要求很?chē)?yán)格的工況下應(yīng)用十分的廣泛。缺點(diǎn)是拉伸器在使用過(guò)程中需要有足夠的伸長(zhǎng)量，在軸向空間狹窄的應(yīng)用場(chǎng)合受到很大限制。
液壓扳手主要由殼體、油缸和傳動(dòng)部件三部分組成。油缸為整個(gè)機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，活塞桿與傳動(dòng)部分連接組成運(yùn)動(dòng)副，油缸中心到傳動(dòng)部件中心的距離是液壓扳手的放大力臂，油缸輸出的推力乘以力臂，就是液壓扳手的理論輸出扭矩。其拆卸方法是根據(jù)待拆卸穿杠螺栓的位置，將液壓扳手套在穿杠螺栓的螺母上，把殼體固定在廣一水泵的合適位置上；啟動(dòng)液壓泵站，操縱控制閥控制油缸，通過(guò)活塞桿的伸縮運(yùn)動(dòng)推動(dòng)液壓扳手傳動(dòng)部件繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)穿杠螺母的預(yù)緊或拆卸。
液壓扳手的優(yōu)點(diǎn)是工作起來(lái)使用簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)，能夠方便、快速的完成穿杠螺栓的拆卸或安裝工作，沒(méi)有明顯的缺點(diǎn)。結(jié)合上面探討的幾種穿杠螺栓的裝卸方法方法和離心泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選用液壓裝置進(jìn)行裝卸是最好的方法。由于離心泵穿杠螺栓的長(zhǎng)度不能滿足螺栓拉伸器的工作特點(diǎn)，所以液壓扳手是對(duì)穿杠螺母進(jìn)行裝卸的最可行，最方便的方法。
