单级悬臂泵轴的动态分析与改进设计

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单级单吸悬臂式离心泵检修工艺规程

单级单吸悬臂式离心泵检修工艺规程
IH型泵结构图
2 构造概述：
2.1 IH型泵
2.1.1 IH型泵为单吸悬臂式耐腐蚀离心泵，用于输送不含固体颗粒，有腐蚀
性液体。

2.1.2 IH型耐腐蚀泵主要有泵体，泵盖、轴、轴套、密封装置、叶轮螺母、托架、联轴器等零部件组成。

2.1.3 泵与电机安装在同一底盘上，用抓性弹性联轴器连接；轴承采用20号机械油润滑。

密封有填料、机械密封两种。

2.1.4 F B型是指输送介质所接触的过流部件为1Cr18Ni9Ti制造。

F m是指过流部件为Cr18Ni12制造。

F S指过流部件为环氧玻璃钢制造。

3 设备检修
3.1 检修周期
3.1.1小修周期：一年。

3.1.2 大修周期：二年。

3.2 大小修项目
3.2.1小修项目
3.2.1.1 解体清洗个零部件。

3.2.1.2 检查叶轮腐蚀。

3.2.1.3 检查轴、轴承、轴封更换。

3.2.1.4 消除运行和检修中发现的缺陷。

3.2.2 大修项目
3.2.2.1 清洗零部件至金属光泽。

3.2.2.2 叶轮找静平衡。

3.2.2.3 轴弯曲、轴颈损坏情况。

3.2.2.4 更换轴承、轴封、垫子。

4 验收项目
4.1试运。

4.2轴清洗修理
4.3叶轮清洗、修理。

4.4对轮间隙、偏差检查。

4.5设备、管道、阀门的标志，油漆完整情况。

4.6检查检修原始记录和工时材料消耗记录。

4.7现场卫生和检修中安全情况。

悬臂梁结构动力响应分析与优化设计

悬臂梁结构动力响应分析与优化设计悬臂梁是一种常见的结构形式，在工程中有广泛的应用。

然而，由于其特殊的结构特点，悬臂梁在受到外界力作用时容易发生动力响应，影响其安全性和稳定性。

因此，对悬臂梁结构进行动力响应分析与优化设计，对于确保结构的安全性和可靠性至关重要。

悬臂梁结构的动力响应分析是指通过数学建模和计算分析对悬臂梁在受到外界力作用下的响应情况进行评估。

在进行动力响应分析时，需要考虑诸如结构的质量、刚度等参数。

通常，可以利用有限元方法对悬臂梁进行动力响应分析。

有限元方法是一种通过将结构离散为有限个小单元，然后对每个小单元进行力学计算，并将计算结果进行组合得出整体结构响应的数值计算方法。

通过有限元分析，可以得出悬臂梁受力情况、变形情况等重要参数，对于结构的合理设计和改进提供科学依据。

在动力响应分析的基础上，进行悬臂梁结构的优化设计是为了提高其动力响应性能。

悬臂梁的优化设计要考虑多个因素，包括结构的材料性能、几何形状、截面尺寸等。

在材料性能方面，通常需要选择具有较高强度和刚度的材料，以保证结构的承载能力。

在几何形状和截面尺寸方面，通过合理选择和设计，可以减小结构的质量和惯性矩，从而降低悬臂梁的动力响应。

对于悬臂梁结构的优化设计，常见的方法是结构拓扑优化和参数优化。

结构拓扑优化通过改变梁的支座位置、截面形状等来优化悬臂梁结构。

参数优化则是在已定形状的基础上，优化截面尺寸、材料性能等参数，以达到优化结构动力响应的效果。

这两种方法既可以分开进行也可以结合使用，通过多次计算和比较来找到最优的结构设计方案。

悬臂梁结构动力响应分析与优化设计是一个综合性和复杂性的工程问题。

在实际工程中，需要综合考虑结构的静力和动力响应，还要考虑材料的可获得性、成本等因素。

因此，对悬臂梁结构进行动力响应分析与优化设计需要多学科的知识和专业工具的支持。

只有通过科学的方法和综合考虑各种因素，才能得到结构性能和经济性的双重保证。

总之，悬臂梁结构动力响应分析与优化设计对于确保结构的安全性和可靠性具有重要意义。

常用悬臂离心泵讲义

汽蚀的后果
汽蚀使过流部件被剥蚀破坏
通常离心泵受汽蚀破坏的部位，先在叶片入口附近，继而延至叶轮出口。起初是金属表面出现麻点，继而表面呈现槽沟状、蜂窝状、鱼鳞状的裂痕，严重时造成叶片或叶轮前后盖板穿孔，甚至叶轮破裂，造成严重事故。因而汽蚀严重影响到泵的安全运行和使用寿命。
汽蚀的后果
汽蚀使泵的性能下降汽蚀使叶轮和流体之间的能量转换遭到严重的干扰，使泵的性能下降，严重时会使液流中断无法工作。汽蚀使泵产生噪音和振动气泡溃灭时，液体互相撞击并撞击壁面，会产生各种频率的噪音。严重时可以听到泵内有“噼啪”的爆炸声，同时引起机组的振动。而机组的振动又进一步足使更多的汽泡产生和溃灭，如此互相激励，导致强烈的汽蚀共振，致使机组不得不停机，否则会遭到破坏。
机泵的原理和结构
叶轮的运转和离心力（1）
高速运转平面图
由于离心力作用叶轮内的介质流出
流出后中央部的介质也跟着移动
截面图
大量介质从中央进口处流入。
叶轮的运转和离心力（2）
叶轮停止中
容器内压力相同
叶轮运转中
容器内分成低压部和高压部高速运转
介质
低压介质高压介质
汽蚀发生的机理
离心泵运转时，流体的压力随着从泵入口到叶轮入口而下降，在叶片附近，液体压力最低。此后，由于叶轮对液体做功，压力很快上升。当叶轮叶片入口附近压力小于等于液体输送温度下的饱和蒸汽压力时，液体就汽化。同时，还可能有溶解在液体内的气体溢出，它们形成许多汽泡。当汽泡随液体流到叶道内压力较高处时，外面的液体压力高于汽泡内的汽化压力，则汽泡会凝结溃灭形成空穴。瞬间内周围的液体以极高的速度向空穴冲来，造成液体互相撞击，使局部的压力骤然剧增（有的可达数百个大气压）。

悬臂式液下泵故障分析及处理

悬臂式液下泵故障分析及处理发布时间：2022-05-18T09:23:05.281Z 来源：《中国科技信息》2022年3期作者：吴多荣，顾加良[导读] 本文通介绍悬臂式液下泵的组成、工作原理和工作环境，吴多荣，顾加良（海南核电有限公司，海南昌江 572733）摘要：本文通介绍悬臂式液下泵的组成、工作原理和工作环境，根据工作中遇到的问题分析出现故障的原因，提出解决措施和后期的维护建议。

为该泵的日常维护和故障检修提供参考。

关键词：悬臂式液下泵；故障；维护0引言国内某电厂的集水井收集常规岛汽轮机厂房内各系统排放的废水和潜在的放射性废水，然后通过悬臂式液下泵将收集到的废水输送至电厂污水系统进行进一步处理。

由于部分系统的废水是顺着地面排放至集水井中，因此不可避免的会有杂物与淤泥一起汇集到集水井中，造成悬臂式液下泵工作环境较差，导致其频繁出现故障，影响电厂污水处理，对机组安全生产存在一定的安全隐患。

1悬臂式液下泵组成及工作原理该悬臂式液下泵是在ALF系列化工泵基础上进行改造的水泵，是立式、单级、单吸离心泵。

悬臂式液下泵的电机通过螺栓固定在电机座上，并通过联轴器带动泵轴和叶轮直接转动，泵体、泵盖、上连接管、下连接管、电机座、底板通过螺栓连接构成整体安装在支架上。

当集水井内的水位达到设定的起泵液位时，控制系统给出启动信号，启动电机，电机通过联轴器带动泵轴的叶轮高速转动，从而使泵体内的废水跟随叶轮高速转动，废水在离心力的作用下被甩向叶轮外缘，经泵体的流道流入出口管道，由于废水在离心力的作业下甩出泵体后形成真空，集水井中的废水在大气压的作用下被压进泵体中，叶轮不停的转动，集水井内的废水不断的通过悬臂式液下泵排向污水系统，当集水井内的液位降低至设定的停泵液位时，控制系统给出停泵信号，电机停止转动，泵轴与叶轮因失去动力而停止转动，集水井内的废水停止排向污水系统。

图1 悬臂式液下泵结构图2故障分析及处理措施2.1深沟球轴承损坏悬臂式液下泵在日常使用过程中发现出现明显振动，且底板与泵轴连接部位伴有异音出现，因此对该泵进行解体检查，发现底板与泵轴连接部位的深沟球轴承滚珠损坏，轴承外圈沿圆周方向一分为二，润滑脂中含有坚硬的微小异物，同时检查上下连接管的部位的滑动轴承也有严重磨损。

50AY60型单级单吸悬臂式离心油泵[实用新型专利]

专利名称：50AY60型单级单吸悬臂式离心油泵专利类型：实用新型专利
发明人：苑宝刚,曹峰,郝玉印
申请号：CN94225398.1
申请日：19940302
公开号：CN2220552Y
公开日：
19960221
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种属于石油化工用的50AY60型单级单吸悬臂式离心油泵，由泵体、叶轮、泵盖、双头螺栓、螺母、悬架部件、泵轴、叶轮螺母及密封填料部件组成，保持原50Y60型泵结构形式、安装尺寸、性能参数不变，对泵体、叶轮、泵盖、悬架部件进行改进，提高泵效率和运转稳定性，减小振动和噪声。

广泛用于石油精制，石油化工工业及其他地方输送不含固体颗粒的石油、液化石油气和其他介质。

申请人：沈阳水泵厂
地址：110026 辽宁省沈阳市铁西区熊家岗路
国籍：CN
代理机构：辽宁利泰专利事务所
代理人：徐广福
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悬臂泵检修方案

悬臂式离心泵检修方案1 适用范围本作业指导书仅描述AY型两级悬臂泵的检修，其它单、双级悬臂泵的检修可参照执行。

2 悬臂式离心泵简介离心泵是一种叶片泵，靠叶轮叶片带动液体旋转，使液体产生惯性离心力获得所需能量，故称为离心泵。

离心泵工作前吸入管路和泵内首先要充满液体。

当叶轮旋转时，叶片带动叶轮内的液体旋转，液体获得能量后从叶轮内甩出。

甩出的液体经过泵壳流道、扩散管，将速度能转换为静压能，再从排出管排出。

与此同时，叶轮入口处压力低于入口管压力，吸入管液体在差压作用下进入叶轮中。

由于叶轮是连续而均匀地旋转工作，所以液体连续而均匀地被甩出和吸入。

悬臂式离心泵的泵轴一端在托架内用轴承支撑，另一端悬出称为悬臂端，在悬臂端装有叶轮，所以称为悬臂泵。

在泵的叶轮上，一般钻有平衡孔以平衡轴向力。

这种泵的优点是结构简单，工作可靠。

缺点是处理机械密封、轴承时必须拆卸大盖，尤其是重量较大的悬臂泵检修相对麻烦。

悬臂式离心泵常见的有单级单吸和两级单吸两种。

单级单吸悬臂式离心泵用途很广泛，一般流量在5.5－300米3/小时、扬程在8－150米范围内的工况，都采用这种泵，如炼油装置的3Y-10、50Y-60。

AY 型单级悬臂泵结构如下图1-1。

图1-1 AY型单级单吸悬臂式离心泵1.泵体2.螺钉3.叶轮螺母4.叶轮密封环5.壳体密封环6.叶轮7.喉部衬套8.轴套9. 垫 10.泵盖 11.O型密封圈 12.水冷却腔盖 13. O 型密封圈 14.腔盖固定环15.轴承悬架 16.放气塞 17.轴 18.推力轴承19.轴承压盖 20.防尘盘 21.圆螺母22.止动垫圈 23.垫 24.甩油环25.向心球轴承 26.轴用弹性挡圈 27. O型密封圈 28.轴承水冷却腔盖29. O型密封圈 30. 垫 31.轴承压盖 32. 防尘盘 33.机械密封34.垫35.垫在单级悬臂泵的扬程不能满足使用要求，而采用多级泵扬程又过大时，可采用两级悬臂泵。

悬臂式离心泵断轴故障分析与处理

悬臂式离心泵断轴故障分析与处理摘要：某厂低加疏水系统（ACO）配置为2×100%的低加疏水泵。

该泵为国产单级、单吸、悬臂式离心泵。

泵的结构如图1所示。

关键词：悬臂式离心泵；断轴；动平衡；抗冲击性能；1 故障概述泵正常工况运行时，电流突然在3 min内从约280 A上升至约490 A,为避免异常发生而手动停泵。

设备停运后，经拆解检查发现：（1）泵拆卸前对转子盘车发现存在明显卡涩；（2）泵轴已在叶轮处断裂（图2）；（3）叶轮前口环（入口侧）及配合位置的泵体口环存在明显磨损；（4）泵体内未发现外来异物，叶轮吸入口叶片未见明显伤痕或裂纹。

2 低加疏水泵断轴原因分析比对3次断轴的主要特征，结合鱼骨图工具，并根据故障特点、设备原理等，列出原因因素（图3）。

2.1 系统流程（1）系统阀门内漏。

检查发现4ACO203VL存在内漏，但其为泵进口的常开阀门，内漏不影响系统和泵运行。

因此排除。

（2）入口滤网堵塞。

检查4ACO201FI滤网，发现清洁度良好。

因此排除。

（3）进出口管线布置。

经过现场对比核查，4ACO301/302PO管线布置基本一致，且4ACO301PO泵保持稳定运行。

因此排除。

2.2 装配精度（1）泵的配合间隙不合格。

经过检查泵装配数据，叶轮前、后口环配合间隙均在合格范围内。

因此排除。

（2）泵不对中。

经对中复查，圆周偏差和端面偏差及靠背轮间距均在要求范围内，泵对中无问题。

因此排除。

2.3 运行状态（1）泵反转。

通过对电机空载试验，电机转向正确。

（2）泵水力性能改变。

经核实4ACO302PO历史运行参数发现：该泵的出口流量较3ACO301/302PO、4ACO301PO呈现出更大的波动现象。

4ACO302PO出口流量波动幅度达40 m3/h，而其余泵的波动幅值约为15 m3/h。

在更大幅度的流量波动下运行，转子将承受更多变、更大频率的不稳定载荷，促使泵轴疲劳程度逐渐加剧。

根据上述分析，该因素导致设备故障的可能性高。

机械设计中的动态响应分析与优化

机械设计中的动态响应分析与优化在机械设计领域，动态响应分析与优化是至关重要的环节。

它不仅关乎着机械系统的性能和可靠性，还直接影响着生产效率和产品质量。

动态响应，简单来说，就是机械系统在受到外部激励时所产生的运动和力学变化。

当机械系统运行时，会受到各种动态载荷的作用，如振动、冲击、交变力等。

这些载荷会导致系统产生位移、速度、加速度等响应，如果这些响应超出了一定的范围，就可能会引发机械故障，缩短使用寿命，甚至危及操作人员的安全。

为了准确分析机械系统的动态响应，工程师们通常会采用多种方法和工具。

其中，数学建模是最基础也是最关键的一步。

通过建立机械系统的数学模型，可以将复杂的物理现象转化为数学方程，从而便于进行计算和分析。

例如，对于一个简单的弹簧质量阻尼系统，可以用二阶常微分方程来描述其动态特性。

但对于更复杂的机械结构，可能需要使用有限元分析（FEA）等方法，将其离散为大量的单元，并建立相应的方程组。

在进行动态响应分析时，还需要考虑边界条件和初始条件。

边界条件包括支撑方式、连接方式等，而初始条件则包括初始位移、初始速度等。

这些条件对于准确预测系统的动态响应至关重要。

有了数学模型和边界条件、初始条件后，就可以通过数值计算方法求解方程，得到系统的动态响应。

常见的数值计算方法有龙格库塔法、Newmark 法等。

这些方法能够在计算机上快速求解复杂的方程，为工程师提供详细的响应数据。

然而，仅仅进行动态响应分析是不够的，还需要对系统进行优化，以提高其性能和可靠性。

优化的目标可以是减小振动幅度、降低噪声水平、提高疲劳寿命等。

优化的过程通常是一个反复迭代的过程。

首先，需要确定优化的变量，这些变量可以是结构参数（如尺寸、形状）、材料特性、连接方式等。

然后，根据优化目标和约束条件，建立优化模型。

接下来，使用优化算法（如遗传算法、粒子群优化算法等）对模型进行求解，得到最优的设计方案。

在实际的机械设计中，动态响应分析与优化面临着诸多挑战。

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摘
要：为解决单级悬臂泵一电机系统的传动轴常会因扭转共振及负载等因素引起的破坏系统的问题，对该轴系的扭
振传递模型进行了详细分析，建立了叶轮与电机转子的集中质量力学模型；绍了扭转方程中参数的确定方法，推导介并了叶轮负载系统的转动惯量公式；从理论求解了传动轴的临界转速、确定了轴上的节面和主振型；以输入的单位阶跃信号为例，利用拉普拉斯变换，得出了叶轮与电机转子扭角的动态响应过程，通过与传动轴弹性化改进后的动态响应结果比较，可知弹性轴能够减小和较少泵轴扭断故障的发生。研究结果可以为悬臂泵主轴的改进设计提供理论依据。关键词：单级悬臂泵；；轴动态分析；改进设计；临界转速
２１０１年第３第７期９卷
文章编号：１００２（０１００４００５— ３９２１）７— ０５— ５
流
体
机
械
４斌，卢改林，高琨，程展
（山西大学工程学院，山西太原００１）３０３
ｄｎｍｃｒｓｏｓｒｃｓｆｏｉｎｇｅｏｐｌｒａｄｍｔｙＬｐａｅｔｓｒ．ｏｐｒｉｅｄｎｍｃｒｓｏｓｙａｉｅｐｎｅｐｏｅｓｒｏａａｌｉｅｅｎｏｒｂａｌｒｆＣｍａｅｗｔｔｙａｉｅｐｎｅｏｔｓｌｎｆｍｌｏｃａｏｎｍｄｈｈ
中图分类号：Ｔ２Ｈ１２文献标识码：Ａｄ：０３６／．ｓｎ一３９２１．．１ｉ１．９９ｊｉｏｓ０２．０１０００７
ＤｙｍｉｎａｃＡｎａｙｉｎＩｌｓｓａｄｍｐｒｖｄｓｇｆＳｎｇｅｓａｇｏｅＤｅｉｎｏｉｌ－ｔｅＣａｎｉｖｒＰｕｍｐＳｆｔｌｅｅｈａｔ
ｉｒｖｉｅｓｅｃｎｌｅｕｐｓａ．ｍｐｏｅｓｇ — ａａｔｅｒｍｈｔｎｌｔｇｉｖｐｆ
ｐｏｅｓｏｌｓｉｉｅｈｔｌｔｃｓａｔａｅｒａｅｄａｅｏｕ．Ｔｅｒｓｌａｒｖｄｈｏｅｉａａｉｔｅｉｎａｄｒｃｓｅａｔｚｄｓａ，ｅａｉｈｎｄｃｅｓａｇｐｍｐｆｃｆｓｆｃｍｆｈｅｕｔｃｎｐｏｉｅｔｅｒｔｃｂｓｏｄｓｎｓｌｓｇ

单级悬臂泵轴的动态分析与改进设计

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