資源描述：
《高壓除鱗泵葉輪設(shè)計分析.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、b。燾群熬淼山東博泵科技股份有限公司(淄博2552001翟魯濤荏原博泵泵業(yè)有限公司(山東淄博255086)郭秀紅I搞曼】針對兩種約束條件(葉輪內(nèi)孔、鍵側(cè)自)、兩種葉輪蓋板厚度(75mm、1Omm)，葉高壓除辯泵葉輪進(jìn)行7設(shè)計分析。對分析輸出加眥比較后得出：幾種情況下葉輪均有充裕的安奎系數(shù)，且約束條件為葉輪內(nèi)孔時，葉輪的安奎系數(shù)較大，對于兩種葉輪蓋扳犀度，分析輸出相差不大，經(jīng)驗設(shè)計值75mm可行；應(yīng)力最大值通常位于葉H進(jìn)口廈稍后邙位與前，后蓋板的相交赴。I關(guān)髓詞】高壓除鱗泵葉輪設(shè)計分析一、前言隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，市場對鋼材表面質(zhì)量的要求越來越高
2、。目前，國內(nèi)外許多大、中型軋鋼廠都設(shè)有高壓水除鱗系統(tǒng)，在改善產(chǎn)品質(zhì)量方面取得了明顯效果。高壓除鱗泵是高壓水除鱗系統(tǒng)的“心臟”，該泵為除鱗系統(tǒng)提供高壓水．通過高速水流的噴射將鋼坯上80一慧e“l(fā)20。。的氧化鐵皮廈時除去．以降低軋制鋼板的表面粗糙度值和外觀質(zhì)量。高壓除鱗泵多采用定速驅(qū)動，該場合下．泵的運行工況需要在規(guī)定工況和最小流量點工況之間進(jìn)行切換：噴射除鱗時運行在規(guī)定工況；待機(jī)時運行在最小流量點工況。而且這種切換非常頻繁，一般從幾分鐘一次至一分鐘兩三次。故高壓除鱗泵除了必頒達(dá)到規(guī)定的能量性能參數(shù)之外，還應(yīng)能耐受交變載荷，以及噴射閥快速開閉
3、引起的壓力突變。為確保高壓除鱗泵的可靠性，有必要對主要零件進(jìn)行設(shè)計分析。其中，葉輪正常運行時處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)(本文所涉泵轉(zhuǎn)速為4379dmin)，不僅決定著泵的能量性能，還影響著泵的運行穩(wěn)定性．必須對其進(jìn)行一系列的設(shè)計分析。I)所設(shè)計的葉輪是否有充裕的強(qiáng)度．需要事先進(jìn)行校核。2)葉輪蓋板厚度的經(jīng)驗設(shè)計值為75ram，該設(shè)計值是否可行，增加該厚度是否有利于提高葉輪強(qiáng)度，也需要事先進(jìn)行分析。3)需要事先確定葉輪的危險部位，以便干對這些部位進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計．并優(yōu)先確保這些部位的制造質(zhì)量。為解決以上問胚，使用SolidWorks!維產(chǎn)品設(shè)計軟件：ffl
4、COSMOSWorksProfessional設(shè)計分析軟件進(jìn)行了葉輪設(shè)計分析。由于第二級以后的葉輪的外徑比首級葉輪大．故正常運行時的應(yīng)力和變形都比較大，因此本次分析主要針對末級葉輪(第二綬以后的葉輪水力模型相同但結(jié)構(gòu)稍有不同)進(jìn)行。二、分析步驟和過程1輸入材料屬性高壓除鱗泵的葉輪材料為2。不銹鋼(自主開發(fā)牌號)．該材料的力學(xué)性能見表J。裹1葉輪材料的力學(xué)性能<)0)圍2約束條件確定3確定載荷條件在高速旋轉(zhuǎn)的條件下，從整體來考慮，影響葉輪冶金／礦m通用機(jī)械‘MhzMetq
5、
6、H?eIcm&MhlehrdustO強(qiáng)度的主要因素是離心力載荷?；?/p>
7、此，設(shè)計分析時只考慮離心力載荷。將泵的轉(zhuǎn)速輸入，即確定了葉輪的載荷條件，如圖3所示。薔》+巴，圍3載荷條件確定4分析輸出為探討葉輪蓋板厚度耐葉輪強(qiáng)度的影響，分別取葉輪蓋板厚度為75mm和10ram，井分別根據(jù)前述的兩種約束條件，共計進(jìn)行了四組分析。1)約束條件為葉輪內(nèi)孔、葉輪蓋板厚度為75ram．分析輸出如圖4所示。⑨固圄圈。I，‘o囤4分析輸出(約束條件為葉輪內(nèi)孔葉輪蓋板厚度為75mml2)約束條件為葉輪內(nèi)孔、葉輪蓋板厚度為10turn，分析輸出如圖5所示。⑨⑨k‘．一≮=爿@圄弋：一≮引‘I，‘mq5分析輸出【約束條件為葉輪內(nèi)孔葉輪蓋板
8、厚度為10mml。。；。。!：慧81糾鰳I(yè)／，，●k，h，。，旒黜蔫嬲慧I3)約束條件為鍵側(cè)面葉輪蓋板厚度為75mm分析輸出如圖6所不。[1=圖國圉6分析輸出(約束條件為鍵側(cè)面葉輪蓋板厚度為75ram4)約束條件為鍵刪面、葉輪蓋板厚度為10mm分析輸出如圖7所示。圖圓圖圖(c)＆Ⅱ【d)女±《＆圖7分析輸出(約束條件為鍵側(cè)面葉輪蓋扳厚度為10ram三，分析輸出匯總與比較根據(jù)約束條件以及葉輪蓋板厚度，將分析輸出匯總，見表2。表2分析輸出匯總表約求條什葉輪內(nèi)n鈕mlm】III輪蓋板厚度*kH山／MPa址太化移／m402x105324×10535
9、8xI曠290×10‘址km塵，nl393x104蚰小蟲壘《數(shù)通過對分析輸出加以比較，可以得出：1)在兩種約束條件以廈兩種葉輪蓋板厚度下，最小安壘系數(shù)均不小于70，葉輪設(shè)計安全可靠。2)對于兩種葉輪蓋板厚度，分析輸出相差不大，82?黑焉!。。葉輪蓋板厚度從75mm增加至IOmm．葉輪安全系數(shù)非但未相應(yīng)提高．反而略仃下降。因此，葉輪蓋板厚度的經(jīng)驗設(shè)計值75ram可行。3)約束條件為11
10、_輪內(nèi)孔時，葉輪具有較大的安壘系數(shù)。因此，蹬計時應(yīng)確保葉輪和軸配合處的過盈量，以避免IIl誰困旋轉(zhuǎn)變形『f『i松動。4)應(yīng)力最大值通常位于葉片進(jìn)u廈稍后部位與
11、前后蓋板的相交處，對十這些部位，應(yīng)從結(jié)構(gòu)上避免應(yīng)力集巾。為此，在高壓除鱗泵葉輪設(shè)計州，葉片(包括工作日I和背面)和蓋板問全部采取了圜角過渡，如圖89r示。圓角為R2-R6．軸面截
