什么原因泵斷軸
作者：泵 來源：軸 發(fā)布時間：2024-07-12
許多泵用戶錯誤地指責軸斷裂時軸材料的選擇，認為他們需要更堅固的軸。但選擇這條“越強越好”的道路往往是治標不治本。軸故障問題可能發(fā)生的頻率較低，但根本原因仍然存在。
一小部分泵軸會因冶金和制造工藝問題而失效，如基體材料中未檢測到孔隙，退火和/或其他工藝處理不當。一些故障是由于軸加工不當，更小的部分由于設計裕度不足以承受扭矩、疲勞和腐蝕而失效。
對于制造商或者用戶來說，另外一個因素是懸臂式泵中的軸撓性系ISF=L3/D4
它表示泵在偏離設計點（效率點或BEP）的情況下，軸由于徑向力而會偏轉(zhuǎn)（彎曲）多少。其中，D等于機械密封軸套處的軸徑（mm），L為葉輪出口中心線與徑向軸承之間的跨距（mm）。
1. 軸彎曲：軸彎曲問題遵循與上述軸偏轉(zhuǎn)相同的邏輯。從具有高標準/規(guī)格的軸直線度的制造商處購買泵和備用軸。盡職調(diào)查是審慎的。泵軸的大多數(shù)公差在0.0254mm至0.0508mm范圍內(nèi)，測量值為總指示器讀數(shù)（TIR）。
2. 葉輪或轉(zhuǎn)子不平衡：葉輪如果不平衡，泵在運行時會產(chǎn)生“軸竄動”。其影響與軸彎曲和/或偏斜的結果相同，即使停止泵并檢查泵軸時，泵軸仍會筆直。可以說，葉輪的平衡對于低速泵和高速泵同樣重要。給定時間范圍內(nèi)的彎曲循環(huán)次數(shù)減少，但位移的振幅（應變）（由于不平衡）保持在與較高速度系數(shù)相同的范圍內(nèi)。
3. 遠離BEP工作：偏離泵BEP的允許區(qū)域運行可能是導致軸故障的常見原因。遠離BEP工作會產(chǎn)生不平衡的徑向力。軸由于徑向力而產(chǎn)生的撓度會產(chǎn)生彎曲力，每轉(zhuǎn)兩次。例如，以3550 rpm旋轉(zhuǎn)的軸將彎曲7100次/分鐘。這種彎曲動態(tài)會產(chǎn)生軸拉伸彎曲疲勞。如果撓度的振幅（應變）足夠低，大多數(shù)軸都能應對多個循環(huán)。
4. 不對中：泵和驅(qū)動器之間的不對中，即使是輕微的不對中也會導致彎矩。通常這個問題表現(xiàn)為在軸斷裂前軸承失效。
5. 振動：除了未對準和不平衡以外，其他問題引起的振動（例如氣蝕，通過的葉片頻率，臨界速度和諧波）也會對軸造成應力。
6. 裝配不正確：另一個原因是葉輪和聯(lián)軸器安裝不正確（裝配和間隙不正確，無論過緊或過松）。不正確的配合可能導致磨損。輕微磨損導致疲勞破壞。未正確安裝的鍵和/或鍵槽也會導致該問題。
7. 不正確的速度：根據(jù)葉輪慣性和皮帶驅(qū)動器的（圓周）速度限制，存在大泵速度（例如，通常同意ANSI泵的大皮帶速度為每分鐘6,500英尺）。此外，除了增加扭矩問題外，還應注意低速操作，例如洛馬金效應的損失。
8. 流體特性：通常，與流體特性有關的問題涉及設計用于一種（較低）粘度但承受較高粘度的流體的泵。一個例子可能很簡單，選擇和設計的泵可用于在95 F下泵送4號燃油，然后再用于在35 F下泵送燃油（相差約235厘泊）。比重的增加將導致類似的問題。另請注意，腐蝕將大大降低軸材料的疲勞強度。在這些環(huán)境中，具有較高耐腐蝕性的軸是一個不錯的選擇。
9. 變速：扭矩和速度成反比。隨著泵的減速，軸扭矩增加。例如，轉(zhuǎn)速為875 rpm的100hp泵所需的扭矩是轉(zhuǎn)速為1,750 rpm的100 hp泵的兩倍。除了整個軸的大制動馬力（BHP）限制外，用戶還必須檢查泵應用中每100 rpm極限所允許的BHP。
10. 誤用：忽略制造商指南將導致軸問題。如果泵由發(fā)動機驅(qū)動，而不是電機或汽輪機，則許多泵軸的功率因數(shù)會降低，因為間歇性轉(zhuǎn)矩與連續(xù)轉(zhuǎn)矩。如果泵不是直接驅(qū)動（通過聯(lián)軸器），如皮帶/滑輪或鏈條/鏈輪驅(qū)動，則軸可能會明顯降低。許多自吸式垃圾泵和渣漿泵設計為皮帶驅(qū)動，因此幾乎沒有問題。按照ANSI B73.1規(guī)范制造的泵不設計為皮帶驅(qū)動（除非使用千斤頂軸）。ANSI泵可以是皮帶或發(fā)動機驅(qū)動，但大允許馬力大大降低。許多泵制造商提供重型軸作為可選的附件，當根本原因無法糾正時，可以解決該癥狀。
