针对醋酸装置高速泵高速轴频繁发生断裂的现象,分别从高速轴断口宏观特性、轴的结构、转子部件动平衡精度以及材料耐腐蚀性能等方面进行原因分析,提出了结构上的改进和提高材料耐腐蚀性能的措施,经工业考核取得了良好的运行效果。 言醋酸装置共有高速离心泵数十台，从SUN-DYNE公司引进，该系列泵均属齿轮增速单级立式离心泵。在该装置中，大多数立式高速离心泵均位于醋酸框架内，现场工作环境恶劣，介质腐蚀性强。从泵的结构上讲，高速轴转子部件(结构如图1所示)除叶轮和诱导轮外均处在密封之内而不受输送介质的影响。图1高速轴组件结构但实际运行过程中自2006年以来，该系列高速泵频繁发生停车事故，现场检修发现大多是由于高速泵高速轴轴头出现断裂所致。高速轴的频繁断裂，其使用寿命为2～4个月，给醋酸装置的正常生产带来了很大影响，同时由于配件供应周期长，进口费用高以及维修工作量大等给企业带来了较大的经济损失。鉴于上述问题，厂家急待解决上述存在的问题。2断裂原因分析2．1断口宏观特性分析经宏观检查发现，多次发生断裂的位置均在安装叶轮轴颈的同一位置(如图1所示的F－F处)，断口呈现2个截然不同的区域，高速泵高速轴断裂-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港电动钢管滚圆机滚弧机一个是粗糙区，一个是光滑区，且断裂处无明显的塑性变形?以平衡，也不会对轴产生影响，故高速轴的轴端(下滑动轴承以下)在理论上只受高速齿轮输入的扭矩作用。本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/ 但在实际运行过程中，由于诱导轮是靠螺柱与轴头连接，螺纹间的配合间隙使得诱导轮的质心偏移。由诱导轮质心偏离所产生的离心力将作用于轴头，对轴头形成弯矩。本文以P21401位号的泵为例进行校核，该泵参数如表1所示。表1LMV311泵性能参数参数数值功率(kW)75输入转速(r/min)2960工作转速(r/min)9418温度(℃)56入口压力(MPa)0．17出口压力(MPa)3．18注:介质为醋酸液。高速轴组件受力图如图2所示，其中，A、B点为上、下滑动轴承的支撑位置，E点为高速齿轮的质心位置，F－F为高速轴断裂位置，C、D点分别为叶轮和诱导轮的质心位置。图2高速轴组件受力图高速轴所受扭矩T为:T=m=9549Nn(1)式中m———由高速齿轮传递给轴的力偶矩，N·mN———电机输入功率，kWn———高速轴转速，r/min带入数据计算得N=76N·m。由诱导轮质心偏移产生的离心力以及其对断裂面F－F处形成的弯矩如图3所示。图3断裂面F－F处弯矩F=mi·e·ω2(2)MF=F·BF(3)式中mi———诱导轮质量，kg，mi=0．65kge———诱导轮装配后产生的偏心距，m，e=(c'+e')/2，若不计螺纹的加工误差，由文献［9］可知得螺纹间隙为:c'=0．200mm，e'=0．311mmω———诱导轮旋转角速度，rad/s(2)断裂面F－F处弯曲疲劳极限由于诱导轮质心偏移所产生的离心力对高速轴轴头形成的弯矩为一交变载荷，高速轴在对称循环交变应力作用下，高速轴的许用弯曲疲劳极限高速泵高速轴断裂-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港电动钢管滚圆机滚弧机本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/