水泵断轴的10种常见原因,你知道吗?
许多泵用户在轴断裂时错误地归咎于轴材料的选择,认为他们需要一个更坚固的轴。但选择这条“越强越好”的道路,往往是治标不治本。轴故障问题可能发生的频率较低,但根本原因仍然存在。
制造商或用户的另一个因素是悬臂泵中的轴柔性系统ISF=L3/D4。
它表明当泵远离设计点(最佳效率点或Brookfield Renewable Partners LP)时,轴因径向力而偏转(弯曲)的程度。其中,D等于机械密封轴套处的轴径(mm),L为叶轮出口中心线与径向轴承之间的跨度(mm)。
1.远离BEP的工作:在泵BEP允许区域以外工作可能是导致轴故障的最常见原因。工作远离布鲁克菲尔德可再生合作伙伴LP创建不平衡的径向力。轴的偏转由于径向力产生弯曲力,每转两次。例如,在3550 rpm转速下的轴旋转将弯曲7100次/分钟。这种弯曲动态产生轴向拉伸弯曲疲劳。如果挠度(应变)的振幅足够低,大多数轴可以处理多个循环。
2. 轴弯曲:轴弯曲问题遵循与上述轴偏转相同的逻辑。从具有高标准/规格的制造商处购买泵和备用轴。尽职调查是审慎的。泵轴上的大部分公差范围为0.0254mm至0.0508mm,以总指示器读数(TIR)测量。
3. 叶轮或转子不平衡:如果叶轮不平衡,泵在运行时会产生“轴空转”。其效果与轴弯曲和/或偏转的结果相同,即使泵停下来检查,泵轴也将保持平直。可以说,叶轮的平衡对低速泵和高速泵同样重要。在一个给定的时间框架内的弯曲循环次数减少,但位移的振幅(应变)(由于不平衡)保持在与较高的速度系数相同的范围内。
4. 流体性质:通常情况下,流体性质问题涉及为一种(较低)粘度流体设计的泵,但受到较高粘度的影响。一个例子可能是简单的选择和设计一个泵,用于在95华氏度下泵送4号燃料油,然后用于在35华氏度下泵送燃料油(相差约235厘泊)。比重的增加也会引起类似的问题。还要注意,腐蚀会大大降低轴材料的疲劳强度。在这些环境中,具有更高耐腐蚀性的轴是一个不错的选择。
5. 变速:转矩与速度成反比。当泵减速时,轴扭矩增加。例如,在875 rpm转速下的100hp泵需要的扭矩是在1750 rpm转速下的100hp泵的两倍。除了整个轴的最大制动马力(BHP)限制外,用户还必须检查泵应用的允许每100转BHP限制。
6. 滥用:忽视制造商的指导方针将导致轴问题。如果泵是由发动机驱动,而不是由电动机或涡轮机驱动,那么许多泵轴的功率因数将因间歇转矩和连续转矩而降低。如果泵不是直接驱动(通过联轴器),如皮带/皮带轮或链条/链轮驱动,轴可能会显著下降。许多自吸式垃圾和渣浆泵都设计成皮带传动,所以问题很少。按照ANSI B73.1规范制造的泵不设计为皮带驱动(除非使用千斤顶轴)。ANSI泵可采用皮带或发动机驱动,但最大允许马力大大降低。许多泵制造商提供重型轴作为可选配件,当根本原因无法纠正时,可以解决症状。
7. 未对准:泵和驱动器之间的不对中,即使是最轻微的不对中也会引起弯矩。通常情况下,这个问题表现为轴承故障之前,轴断裂。
8. 振动:除了不对中和不平衡,由其他问题引起的振动,如气蚀,通过叶片的频率,临界速度和谐波也可以强调轴。
9. 装配不当:另一个原因是叶轮和联轴器安装不当(装配和间隙不正确,是否太紧或太松)。不正确的配合会导致磨损。轻微磨损导致疲劳失效。安装不当的钥匙和/或键槽也会导致问题。
10. 不正确的速度:根据叶轮的惯性和皮带驱动器的(圆周)速度限制,有一个最大的泵速度(例如,人们普遍认为ANSI泵的最大皮带速度为每分钟6,500英尺)。此外,除了增加扭矩的问题,还应注意低速运行,如洛马王效应的损失。