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      液下泵泵軸容易出問題,淺談泵軸受力情況分析

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         液下泵是應用于化工行業中的一種泵,其主要功能是抽送污水溶液,在安裝液下泵時,進液口直接插入液體之內,不需引用水,直接將液下啟動。由于液下泵采用間歇運轉的運行方式,并且原泵軸系采用分段式多段軸結構,每段軸兩端采用滾動軸承定位,相鄰的兩軸采用的是彈性聯軸器聯接傳遞扭矩。這種結構因為液下深度較長,軸在運行過程中容易發生擺動,同時每段軸的擺動方向以及擺動的幅度不一致,各處的軸承承受一個較大的應變力,造成軸承滾子偏磨,聯軸器彈性元件偏磨,導致軸承及聯軸器彈性元件的壽命被大大削減,這種結構下軸承的潤滑效果難以實現,潤滑脂的更換較為復雜,而且難以對軸承潤滑進行較為直觀有效的檢測,容易導致軸承干磨,嚴重影響了液下泵的運行穩定性。

        一、液下泵結構設計

        結構進行設計,軸系設計為單根軸結構,介質側軸承及中間軸承選用滑動軸承,承受徑向力,材質選用耐介質腐蝕材質,潤滑方式為外沖洗潤滑型式;大氣側選用滾動軸承,承受軸向力,潤滑方式選用為脂潤滑,在大氣側軸承下方安裝一套填料密封將大氣側軸承與介質隔離開,避免介質對軸承的腐蝕。

        二、軸受力分析

        泵軸作為傳動機構,軸及軸系的可靠性直接決定了泵運轉的可靠性,本文分別從泵軸強度校核、臨界轉速計算和撓度分析等三方面對泵軸進行綜合分析。

        1、軸強度校核計算

        軸強度校核主要是計算軸的小軸徑,在做小軸徑計算之前,首先要確定軸的材料,進而確定材料的許用的扭轉剪應力τp,根據介質屬性,選擇40Cr作為軸材料,取τp35 MPa

        d-軸端直徑,mm;T-軸所傳遞的扭矩,N?mT=9550P/n;P-軸所傳遞的功率,kW;τP-許用的扭轉剪應力,MPa;n-軸的工作轉速,r/min ;設計時泵小軸徑處取35mm,大于計算小軸徑13.7?mm

        泵軸除校核強度外,要進行剛度計算。剛度計算包括兩部分內容:一是計算軸的撓底,使軸在運轉中的撓度小于轉子和殼體的小間隙。軸運轉中的撓度等于轉子自重引起的靜撓度,加上殘余不平衡質量的離主慣性力引力的動撓度。但是精確地確定轉子的殘余不平衡質量是很困難的,所以一般只用轉子的自重引起的靜撓度,作為近似的比較標準。二是計算軸的臨界轉速,以保證轉子的平衡運行。

        2、靜撓度及臨界轉速計算

        n_c-臨界轉速,r/min;E-材料彈性模量,Kgf/cm2; l-兩支撐之間直線距離,cm;a-葉輪離近一支撐點距離,cm;G-作用于軸上的力,Kgf;J-轉動慣量。

        0.8nc=3475.6 r/min?>?n=2?950r/min,所以臨界轉速滿足要求。

        3、靜撓度計算

        y-靜撓度,cm,泵內部小運轉間隙為0.015?cm0.0047<0>


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