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化工液下泵的故障原因分析

作者：wjbf 來源：wj 發(fā)布時(shí)間：2019-03-08

化工液下泵是化工行業(yè)中吸送污水，溶液的一種泵，液下泵在安裝過程中，泵體也就是進(jìn)液口直接插入液內(nèi)，不需引用水，直接啟動輸送的化工泵，化工液下泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)軸承損壞頻繁，泵振動噪聲大。由于該泵運(yùn)行方式為間歇運(yùn)轉(zhuǎn)，且原泵軸系采用分段式多段軸結(jié)構(gòu)。每段軸兩端采用滾動軸承定位，相鄰兩段軸之間采用彈性聯(lián)軸器聯(lián)接傳遞扭矩。該結(jié)構(gòu)由于液下深度較長，軸在運(yùn)行過程中發(fā)生擺動，且多段軸結(jié)構(gòu)導(dǎo)致每段軸的擺動方向及幅度不一致，各處軸承承受一個(gè)較大的應(yīng)變力，導(dǎo)致軸承滾子偏磨，聯(lián)軸器彈性元件偏磨，從而使軸承及聯(lián)軸器彈性元件的壽命大大降低，且該結(jié)構(gòu)軸承潤滑較難實(shí)現(xiàn)，潤滑脂的更換較為復(fù)雜，且無法對軸承潤滑進(jìn)行直接觀察，容易導(dǎo)致軸承干磨，嚴(yán)重影響了泵的可靠性運(yùn)行。

一、液下泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，軸系設(shè)計(jì)為單根軸結(jié)構(gòu)，介質(zhì)側(cè)軸承及中間軸承選用滑動軸承，承受徑向力，材質(zhì)選用耐介質(zhì)腐蝕材質(zhì)，潤滑方式為外沖洗潤滑型式；大氣側(cè)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(cè)軸承下方安裝一套填料密封將大氣側(cè)軸承與介質(zhì)隔離開，避免介質(zhì)對軸承的腐蝕。
液下泵

二、軸受力分析
軸作為泵的傳動機(jī)構(gòu)，軸及軸系的可靠性直接決定了泵運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性，本文分別從軸強(qiáng)度校核、臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算和撓度分析等三方面對軸進(jìn)行綜合分析。
1、軸強(qiáng)度校核計(jì)算
軸強(qiáng)度校核主要是計(jì)算軸的小軸徑，在做小軸徑計(jì)算之前，首先要確定軸的材料，進(jìn)而確定材料的許用的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力τp，下表3為幾種常用軸材料的τp值。根據(jù)介質(zhì)屬性，選擇40Cr作為軸材料，取τp為35 MPa
d-軸端直徑，mm；T-軸所傳遞的扭矩，N•m，T=9550P/n；P-軸所傳遞的功率，kW；τP-許用的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，MPa；n-軸的工作轉(zhuǎn)速，r/min ；設(shè)計(jì)時(shí)泵小軸徑處取35mm,大于計(jì)算小軸徑13.7?mm。
液下泵

泵軸除校核強(qiáng)度外，要進(jìn)行剛度計(jì)算。剛度計(jì)算包括兩部分內(nèi)容：一是計(jì)算軸的撓底，使軸在運(yùn)轉(zhuǎn)中的撓度小于轉(zhuǎn)子和殼體的小間隙。軸運(yùn)轉(zhuǎn)中的撓度等于轉(zhuǎn)子自重引起的靜撓度，加上殘余不平衡質(zhì)量的離主慣性力引力的動撓度。但是精確地確定轉(zhuǎn)子的殘余不平衡質(zhì)量是很困難的，所以一般只用轉(zhuǎn)子的自重引起的靜撓度，作為近似的比較標(biāo)準(zhǔn)。二是計(jì)算軸的臨界轉(zhuǎn)速，以保證轉(zhuǎn)子的平衡運(yùn)行。
2、靜撓度及臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算
n_c-臨界轉(zhuǎn)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(diǎn)距離，cm；G-作用于軸上的力，Kgf；J-轉(zhuǎn)動慣量。
0.8nc=3475.6 r/min?>?n=2?950r/min,所以臨界轉(zhuǎn)速滿足要求。
3、靜撓度計(jì)算
y-靜撓度，cm，泵內(nèi)部小運(yùn)轉(zhuǎn)間隙為0.015?cm，0.0047<0.015，所以軸靜撓度滿足要求。

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