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保留所有權(quán)利。未經(jīng) Trans Tech 出版物 的書面許可，不得以任何形式或任何方式復(fù)制或傳播本 文的任何部分內(nèi)容。(編號 69817699，賓夕法尼亞州立大學(xué)，大學(xué)公園，USA-18/09/16,20:04:30) 應(yīng)用力學(xué)和材料：2014-08-12 ISSN:1662-7482，第685卷，第228-231頁修訂：2014-09-22 DOI:10.4028//amm.685.228接受：2014-09-272014 Trans-Tech出版物，瑞 士在線：2014-10-27 S 型單級雙吸離心泵在振動和軸破斷方面的分析型單級雙吸離心泵在振動和軸破斷方面的分析 劉偉 1,a，王鳳蘭 2,b 1 沈陽大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，遼寧沈陽 2 沈陽大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，遼寧沈陽 , 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:離心泵，振動，斷軸 文摘:本文描述了振動的原因和離軸年代單級雙吸離心泵,泵本身的設(shè)計(jì)和工作環(huán) 境和工作的原因造成的泵的振動,從而導(dǎo)致軸斷裂,和其他原因,導(dǎo)致泵軸的斷裂 原因的綜合分析上述問題。 1 介紹介紹 s 型單級雙吸離心泵采用臥式劈裂結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、流量大、性能好、操作 方便等優(yōu)點(diǎn)。而 NPSH 體積小，密封系統(tǒng)采用內(nèi)循環(huán)，可方便地更換襯套等，已 被國內(nèi)外用戶廣泛接受1。是一種應(yīng)用廣泛的傳統(tǒng)產(chǎn)品，到目前為止還沒有一 種新產(chǎn)品可以替代它，主要用于輸送各種清水和輕腐蝕液體。可用于住宅給水及 助推器、工業(yè)鍋爐、空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水、水處理及反滲透系統(tǒng)、食品工業(yè)、醫(yī)藥及 工業(yè)用水。 2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)組成 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):(1)具有結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性好、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。 (2)運(yùn)行平穩(wěn)，對雙吸葉輪進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，使軸向力降至最小，并具有優(yōu)良的 葉型水力性能，使泵殼表面和葉輪表面具有抗汽蝕性能。 (3)選用 SKF 和 NSK 軸承，運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，壽命長。 保留所有權(quán)利。未經(jīng) Trans Tech 出版物 的書面許可，不得以任何形式或任何方式復(fù)制或傳播本 文的任何部分內(nèi)容。(編號 69817699，賓夕法尼亞州立大學(xué)，大學(xué)公園，USA-18/09/16,20:04:30) (4)密封選用機(jī)械密封或填料密封，保證長時間運(yùn)行無泄漏。 (5)當(dāng)泵安裝沒有調(diào)整時，根據(jù)現(xiàn)場情況，安裝分為立式和臥式安裝。 (6)具有自吸裝置，可實(shí)現(xiàn)自動進(jìn)水，無需安裝閥門，無需真空泵，無需回流， 泵即可啟動。S 型單級雙吸離心泵由泵體、泵蓋、葉輪、軸、雙吸環(huán)、軸套、聯(lián) 軸器、軸承、填料函和填料密封等組成。結(jié)構(gòu)如下: 應(yīng)用應(yīng)用 3 S 型單級雙吸離心泵振動分析型單級雙吸離心泵振動分析 3.1 葉輪及軸有松動部件葉輪及軸有松動部件 葉輪和泵軸通常是確定速度,高速旋轉(zhuǎn)的葉輪裝配普通加熱套,當(dāng)操作速度增加到 一定速度,所以不再是輪軸之間的夾力,當(dāng)車輪提供寬松和差距,轉(zhuǎn)子和振動不工 作2。 所以如何選擇裝配尺寸,沒有上述問題的影響,也有利于條目,在實(shí)踐中我們 發(fā)現(xiàn),長期運(yùn)行后的泵葉輪大小的中心是“鐘”橢圓率超過標(biāo)準(zhǔn)的條件下,這是由 于葉輪裝配間隙。與長期運(yùn)行和負(fù)載變化,有中心和軸在擠壓但有時空閑的狀態(tài), 隨著時間的推移,差距惡化,而葉輪和軸之間的連接鏈,而是通過平衡精度已成為 振動破壞的不穩(wěn)定因素。 3.2 泵轉(zhuǎn)子振動引起的密封摩擦泵轉(zhuǎn)子振動引起的密封摩擦 經(jīng)過實(shí)際觀察檢查， 發(fā)現(xiàn)在泵軸斷裂事故現(xiàn)場之前， 所有的劇烈振動都較為嚴(yán)重， 尤其是在工藝條件惡化的情況下進(jìn)一步加重了3。泵是消除振動源的事故在正 常情況下,海豹有一定差距,造成的摩擦振動不發(fā)生,然而,由于某種原因,造成的轉(zhuǎn) 子振動較大的各級密封會發(fā)生相互摩擦后強(qiáng)烈的摩擦將導(dǎo)致密封磨損,不均勻水 流內(nèi)部的轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子勵磁容易,一旦嚴(yán)重受損海豹將導(dǎo)致嚴(yán)重的泄漏,液體泄漏量 對軸向力的影響較大。如果密封損壞，軸向力會增加很多，所以高周疲勞應(yīng)力側(cè) 會大大增加。 3.3 葉輪轉(zhuǎn)子表面因動平衡破壞而產(chǎn)生污垢葉輪轉(zhuǎn)子表面因動平衡破壞而產(chǎn)生污垢 根據(jù)對泵葉輪解體的檢查發(fā)現(xiàn)， 零件表面形成 1.0 2.0mm 的炭黑膜， 而且更厚， 黑色結(jié)垢較硬，葉輪表面有些污垢已經(jīng)脫落，使轉(zhuǎn)子不平衡增大，轉(zhuǎn)子振動強(qiáng)度 增大。所以這是一個不容忽視的原因。 應(yīng)用力學(xué)與材料第 685 229 卷 保留所有權(quán)利。未經(jīng) Trans Tech 出版物 的書面許可，不得以任何形式或任何方式復(fù)制或傳播本 文的任何部分內(nèi)容。(編號 69817699，賓夕法尼亞州立大學(xué)，大學(xué)公園，USA-18/09/16,20:04:30) 3.4 泵空化引起的振動泵空化引起的振動 泵在運(yùn)行過程中，如果局部區(qū)域的流量由于某種原因，泵送液體的絕對壓力蒸汽 壓降低到一定的溫度，液體就會在汽化區(qū)域內(nèi)開始產(chǎn)生蒸汽，形成氣泡4。這 些泡沫液體流動,高壓,高壓液體周圍的泡沫急劇減少,導(dǎo)致破裂,泡沫破滅,而高速 液體粒子將填補(bǔ)這個洞,相互碰撞形成水錘發(fā)生時,使泵產(chǎn)生的噪音和振動。而在 有些地方則會出現(xiàn)過流部件的磨損損壞，這不可避免地會導(dǎo)致動平衡的破壞，泵 的振動增大，隨之而來的是泵葉輪能量的汽蝕和液體交換的破壞和破壞。就性能 特點(diǎn)而言，泵外流量-升程曲線、流量-功率曲線下降嚴(yán)重時，泵內(nèi)液體流量會中 斷，無法工作。 3.5 機(jī)械振動原因機(jī)械振動原因 機(jī)械振動的原因，如轉(zhuǎn)子裝配不平衡、泵、電機(jī)、聯(lián)軸器失調(diào)等。該裝置結(jié)構(gòu)上 由于泵軸較長， 在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中軸剛度偏小， 導(dǎo)致靜摩擦元件和動摩擦元件的發(fā)生， 軸承磨損嚴(yán)重，軸不穩(wěn)定，軸重嚴(yán)重，機(jī)械密封密封面受力不均，致使5失效。 S 型單級雙吸離心泵軸向力平衡難以正常工作狀態(tài)，軸向總力向下，隨著很平板 的磨損，軸向力發(fā)生變化，常出現(xiàn)軸向力突然增大和振動，造成軸承和機(jī)器的損 壞。 4 軸斷裂原因分析軸斷裂原因分析 由于沒有對斷軸進(jìn)行冶金分析和力學(xué)性能試驗(yàn)分析， 較少的理性判斷數(shù)據(jù)只能從 實(shí)際情況來分析斷軸。 4.1 疲勞斷裂疲勞斷裂 通過試驗(yàn)和分析，可以確定泵軸在凹坑和鍵槽底部的咬邊處斷裂，產(chǎn)生嚴(yán)重的間 隙效應(yīng)，從而在軸產(chǎn)生疲勞斷裂，局部應(yīng)力集中高，造成6。 4.2 應(yīng)力分析應(yīng)力分析 從力學(xué)的角度分析,由于軸承缺陷,剪應(yīng)力接近容許應(yīng)力,高速旋轉(zhuǎn)的葉輪軸重量 由交變彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷聯(lián)合行動,所以軸很快達(dá)到疲勞屈服極限s,從而打破了 應(yīng)用力學(xué)與材料第 685 229 卷 保留所有權(quán)利。未經(jīng) Trans Tech 出版物 的書面許可，不得以任何形式或任何方式復(fù)制或傳播本 文的任何部分內(nèi)容。(編號 69817699，賓夕法尼亞州立大學(xué)，大學(xué)公園，USA-18/09/16,20:04:30) 軸的時刻。 4.3 其他原因其他原因 軸的斷裂是由交變應(yīng)力引起的，但由于交變應(yīng)力較大是由泵軸的振動引起的，所 以軸的斷裂也是由泵的振動引起的。 5 結(jié)論結(jié)論 s 型單級雙吸離心泵結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀，穩(wěn)定性好，運(yùn)行平穩(wěn)，安裝方便。但 是，為了避免上述原因引起的振動，要對泵進(jìn)行定期的維護(hù)和檢查，避免泵軸斷 裂。 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1關(guān) Xingfan,現(xiàn)代泵技術(shù)手冊M。北京:宇航出版社,1995 2Cha Sen,葉片泵和液壓設(shè)計(jì)原