【正文】 間距離。最后介紹了提高泵軸可靠性的措施。此次設(shè)計(jì)通過試驗(yàn)研究，分析泵軸失效的影響因素，論述了泵軸強(qiáng)度的計(jì)算方法，闡明了提高泵軸剛度的措施，進(jìn)一步完善了可靠性計(jì)算的理論。要求科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方法，準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)精度，否則會(huì)影響到泵使用的可靠性。 論 文 的研究意義： 離心泵隨著轉(zhuǎn)速的提高，工作條件變差，轉(zhuǎn)速越高，工作環(huán)境越惡劣。 單級離心泵 主要適用于工農(nóng)業(yè)及城市、排水、消防供水等 ，有高效節(jié)能、安裝維修方便、運(yùn)行平穩(wěn)等特點(diǎn)。 ：低壓離心泵 中壓離心泵 高壓離心泵邊 立式離心泵。 ：單級離心泵 多級離心泵。 關(guān)鍵詞： 泵軸 可靠性 設(shè)計(jì)方法 探討 2 一、 引言 離心泵在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中很早就起到了它的作用，現(xiàn)在離心泵應(yīng)用范圍廣泛 。 為此，提出了軸的設(shè)計(jì)方法： 速時(shí)，軸 應(yīng)以 扭 曲 強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則； ， 應(yīng) 以扭矩剛度作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 。 而且這些力還 與轉(zhuǎn)速有關(guān) 。 六 、 總結(jié) ............................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 (二 ) 縮短跨度或增加支撐 ............................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 （三） 試驗(yàn)結(jié)果 ...................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ( 2021 屆 ) 題目：泵軸 的 可靠性設(shè)計(jì) 方法的探討 分 院 機(jī)電信息分院 專業(yè)班級 09 機(jī)電一體化技術(shù) (2)班 學(xué)生姓名 學(xué) 號 0911040225 導(dǎo)師姓名 成 績 2021 年 4 月 14 日 目 錄 摘要 ............................................................... 1 一、引言 ........................................................... 2 二 、 泵軸失效的影響因素 ........................................... 3 （一） 單級離心泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ....................................... 3 （二） 作用 在泵軸上的載荷 ....................................... 3 （三） 泵軸內(nèi)的應(yīng)力 ............................................. 4 （四） 泵軸失效特征 ............................................. 5 （五） 泵軸失效的因素及危險(xiǎn)斷面 ................................. 5 三 、 試驗(yàn)情況 ..................................................... 6 （一）設(shè)計(jì)工況的扭轉(zhuǎn)角及持久強(qiáng)度試驗(yàn) ................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 （二）零流量工況的撓度與轉(zhuǎn)角試驗(yàn) .................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 四 、 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與強(qiáng)度計(jì)算方法 ....................................... 7 （一）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 ................................................... 7 （二）強(qiáng)度計(jì)算方法 ............................................... 7 五 、 提高泵軸剛度的措施 .......................................... 11 (一 ) 改進(jìn)泵軸的結(jié)構(gòu)形式，減小彎矩?cái)?shù)值 .............. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 (三 ) 選擇合理的截面形狀 ............................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn)： ........................................................ 13 致謝 .............................................................. 14 1 泵軸 的 可靠性設(shè)計(jì) 方法的探討 機(jī)電信息分院 09 機(jī)電一體化 (2)班 邱發(fā)有 指導(dǎo)教師：陳茂慶 摘要 ： 泵軸是組成離心泵的重要零件之一，一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件都要裝在軸上才能實(shí)現(xiàn)其回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 同時(shí)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞，因此，泵軸工作時(shí)會(huì) 受到重力 G、徑向力 Pt、軸向力 A、離心力 Pv 及扭矩 Mn 的作用。 在 這些力的作用下 ，引起軸的彎曲、扭轉(zhuǎn)和剪切，超過許多應(yīng)力時(shí)，泵軸失效，輕者引起軸上零件磕碰、磨損，重者使零件卡滯，甚至影響泵的正常工作。并進(jìn)行了理論計(jì)算與試驗(yàn)驗(yàn)證，其結(jié)果基本一致。 其根據(jù)主 要用途又可劃分為多種離心泵， 分類方法常見的有以下幾種方式 ： ：單吸式離心泵 雙吸式離心泵。 ：敞開式葉輪離心泵 半開式葉輪離心泵 封閉式葉輪離心泵。而單級離心泵又是其中的較基本的類型。 因此本次設(shè)計(jì)將主要以單級離心抽油泵為研究對象，對泵軸的可靠性進(jìn)行設(shè)計(jì)與試驗(yàn)。然而高速化又是發(fā)展的必然趨勢，因?yàn)楦咚倩纱蟠筇岣哌\(yùn)行效率，同時(shí)可縮小泵的體積、減輕重量，從而大大提高泵運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，但對泵的可靠性提出了更高的要求。泵在工作過程中，泵軸受力復(fù)雜，過去對泵軸可靠性的計(jì)算和試驗(yàn)不多，缺乏成熟的計(jì)算方法。 論 文的主要內(nèi)容： 本文主要介紹泵軸的可靠性設(shè)計(jì)與試驗(yàn)，在泵軸失效的影響因素中首先講述了單級離心抽油泵在工作過程中泵軸是如何失效以及失效的原因，接著是對泵軸可靠性試驗(yàn)的具體情況進(jìn)行描述，其中先對設(shè)計(jì)工況狀態(tài)下的扭轉(zhuǎn)角及持久強(qiáng)度的試驗(yàn)，接著是零流量工況的撓度與轉(zhuǎn)角試驗(yàn)，然后對兩種狀態(tài)下試驗(yàn)結(jié)果綜合分析，對設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和強(qiáng)度計(jì)算方法進(jìn)行描述。 3 二、 泵軸失效的影響因素 泵軸失效是由于各種復(fù)雜載荷共同作用的結(jié)果，而各種載荷的影響程度是不同的。在維修或更換機(jī)械密封時(shí)，無須拆卸電動(dòng)機(jī)及泵蓋。這些載荷與轉(zhuǎn)速有關(guān)，其中徑 向力，軸向力和扭矩還與泵運(yùn)行工況有關(guān)。圖 給出了比轉(zhuǎn)速 sn 與扭矩和軸向力的關(guān)系曲線（圖中所給數(shù)據(jù)均以 80mm 口徑、用靜強(qiáng)度確定的泵軸為例， Q=0 為零流量工況， nQ 為設(shè)計(jì)工況）。靜強(qiáng)度應(yīng)力用 ? 表示，疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)用 n?? 表示，剛度分別用撓度 f轉(zhuǎn)角 w? 和扭轉(zhuǎn)角 n? 表示。 ? ? ? ? MPann s 324。但在零流量工況時(shí)，會(huì)因疲勞強(qiáng)度、撓度、及轉(zhuǎn)角達(dá)不到要求而失效。 （五） 泵軸失效的因素及危險(xiǎn)斷面 在設(shè)計(jì)工況扭矩作用結(jié)果使扭轉(zhuǎn)角滿足不了要求，扭矩是設(shè)計(jì)工況泵軸失效的主要因素。在零流量工況，徑向力作用結(jié)果使軸的撓度過大，最大撓度及轉(zhuǎn)角發(fā)生在 C 點(diǎn)，這將引起密封環(huán)磨損加快，所以渦形體內(nèi)產(chǎn)生的徑向力是零流量工況泵軸失效的主要因素。 圖 泵軸示意圖 6 三、 試驗(yàn)情況 為檢驗(yàn)泵軸持久強(qiáng)度和剛度對泵運(yùn)行可靠性及效率的影響，用 100CYZ— 65 泵（強(qiáng) 度計(jì)算結(jié)果見表 ）在零流量和設(shè)計(jì)兩種工況作了試驗(yàn)。每試驗(yàn) 100h 檢測一次葉輪與口環(huán)的間隙 ?? ，同時(shí)由控制臺測出其效率值 ? ，結(jié)果如圖 中 n? 曲線所示。持久強(qiáng)度試驗(yàn)進(jìn)行了 260h 運(yùn)轉(zhuǎn)，一切正常。 （三）實(shí)驗(yàn)結(jié)果 泵在設(shè)計(jì)工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，由于扭轉(zhuǎn)角達(dá)不到剛度要求而引起振動(dòng)，使口 環(huán)在整個(gè)圓周上磨損。 四、 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與強(qiáng)度計(jì)算方法 （一） 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 泵的結(jié)構(gòu)應(yīng)能保證泵流量從零到最大值時(shí)都能可靠地工作。也就是說，泵軸不僅要有足夠的強(qiáng)度，也要有足夠的剛度。因此，僅以靜強(qiáng)度為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)是不合理的，必須以 剛度條件為設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則。 由表 知，扭轉(zhuǎn)角與軸功率、軸徑尺寸有關(guān)，圖 給出了相互關(guān)系曲線。 8 表 按剛度條件確定軸徑的計(jì)算公式 扭轉(zhuǎn)角 由 ? ?m a xm a x 180nn pMGJ???? ? ? 得 m a x42m a x32 180nnMd G???? m ax 9549 sn NM n?（ N*m） ? (kW) N— 額定工況軸功率 （ kW） n— 泵軸轉(zhuǎn)速 （ r/min） G— 材料抗剪彈性模量， 取 108