泵轴用于无数类型的旋转设备。2020欧洲杯下注官网基本上,在任何需要流体从一个位置传输到另一个位置的工业应用中都可以利用它们。这里,原因和考虑了泵轴裂纹的后果和检测方法。
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产生和传递扭矩
就工业部门而言,离心泵最普遍的应用可能是在采矿中,在极端条件下期望高性能,尽管如前所述,它们在各种不同的应用中都有使用。
典型的泵轴组成离心泵转子的中心部件,并携带所有必要的部件围绕它的功能和性能。包括间隔套、轴承和叶轮在内的组件都包含在密封内。
装有叶片的一系列叶轮使轴在偏转流体时通过旋转产生并传递扭矩,将机械动力转化为泵动力。泵功率的一个很好的例子就是使用喷射边缘水喷射系统本公司生产的系列水用超高压泵产品。
在这些过程中,水可以用于样品切割或在连续操作模式下驱动多个磨料射流。
泵轴质量(PSQ)
泵轴一般由高规格的不锈钢制成,可以根据任何特定的泵应用要求改变形状。
为了适用于旋转行业,并最大限度地减少磨损,轴是通过车削、研磨和抛光来准备的,在通常需要高直径公差的情况下,光洁度由泵轴质量(PSQ)指示。
一般磨损
虽然轴有一个密封,通过不旋转的泵外壳,提供保护,以防止空气进入和潜在的流体泄漏,轴密封内的材料总是开始磨损,因为摩擦。欧洲杯足球竞彩
除此之外,磨损总是出现在叶轮的迅速恶化中。在大多数情况下,这是由于叶轮外边缘的速度高叶尖速度。
另一种常见的情况是由于湍流造成的不均匀磨损,在这种湍流中,高速的速度会导致流体中的不规则波动。流体速度的增加会导致方向变化,如果流体速度足够快,并能够在流体层间和层内造成足够的阻力,就会导致涡流。
裂缝的形成
连续施加的载荷会使组成轴的材料退化。欧洲杯足球竞彩材料的强度和模量可能会被破坏,产生局部应力区域,从而导致过度的塑性变形,导致裂缝。
高热应力和疲劳也是许多裂纹产生的原因。在轴表面与流体接触的地方可以预计到最大应力,因为这些地方的温度梯度极值通常与弯曲效应结合在一起。
泵在腐蚀过程中也会发生开裂,但这很少会升级为机械轴故障。超载是另一个可能存在问题的机制。
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如果不被发现,裂纹扩展会导致转子的断裂,由于其横截面的减少,随着时间的推移,转子将无法承受动态载荷,最终导致快速脆性断裂。
振动监测
泵轴裂纹的扩展会影响泵的振动。振动监测是它自己的科学,但在最简单的术语,1 x rpm(或IX欧洲杯线上买球)和2 x rpm(或2X)振动意味着振动频率是相同的转速(每转子旋转一次振荡)和2 x rpm(每旋转两次振荡)。
1X和2X振动矢量的偏差可作为轴裂的早期诊断。当裂纹出现时,会出现不平衡激发。振动模式在径向可见,相位差为180°,轴向以1X和2X振动信号为主。
一个开放的裂缝会产生2X振动;这些振幅可以成正比,尽管是一个高度非线性的函数的裂缝深度。稳态1X和2X振动分别在26微米和7微米左右并不常见,但随着裂纹扩展,可以上升到正常工作振动的约3倍。
轨道观测
另一种诊断轴裂纹的方法是研究转子轨道。裂纹与泵送的液体接触,加上机械或热应力,可以放大裂纹扩展产生的弓。弓可以产生高振幅1X振动。此外,高2X振动部件可能导致转子轨道出现内部环路,表明轴周围不平衡。
裂纹和失效的缓解
与裂缝相关的问题通常是由灾难性的泵故障引起的,因此多年来已经进行了广泛的调查,以降低裂缝出现的风险。
简而言之,任何能够最大限度减少泵基础设施摩擦的干预措施都能够降低泵轴发生故障的可能性。
例如,流体湍流可以通过智能和人体工程学系统设计来减少,其中阀门的位置、三通和弯头的数量可以最小化。创新的负载分散将降低故障的可能性,而Hof B.等报告使用最小连续安全流量(MCSF),以避免泵内部持续运行所需的过度磨损。
在这种情况下,热管理包括消除通常与低流量操作制度相一致的温度峰值。未来可能会出现更多的“智能”组件,包括能够标记即将发生故障的泵轴。这是工程学和人工智能以及其他学科交叉发展的迷人领域。
参考资料及进一步阅读
纳西尔·塔明等人(2017)离心泵轴的疲劳失效分析。(在线)IntechOpen.可以在:https://www.intechopen.com/chapters/56973
王志强等(2010)。消除空间间歇流动中的湍流。欧洲杯线上买球19 (327) 1491https://doi.org10.1126/欧洲杯线上买球science.1186091
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