多级离心泵平衡机构定位卡环强度的校核

多级离心泵平衡机构定位卡环强度的校核

01

前言

除了自平衡结构以外，卧式多级离心泵均会配带平衡机构，用以平衡轴向力，见图1。而多级离心泵平衡机构轴向定位方式有两种：螺母和卡环（见图2）。

图1  平衡机构结构示意图

两种定位方式各有优缺点，简单比较如下：

02

符号及含义

图2  平衡机构定位方式图

03

卡环强度校核

现以某高压水泵为例，对卡环的强度进行校核。

已知参数

P_d = 32.5 N/mm²

P_s = 0.22 N/mm²

D_BD = 215 mm

D_S = 118 mm

D₁ = 135 mm

D₂ = 118 mm

D₃ = 125 mm

D₄ = 118 mm

L = 35 mm

UTS = 700 N/mm²

计算

平衡鼓所承受的推力可采用以下公式进行估算。

将已知数据代入上述公式，可计算出：

T = 818.918×103 N

挤压应力：

代入已知数据，可计算出：

σ_c = 242.4 N/mm²

[σ_c] = 0.425 UTS = 297.5 N/mm²

弯矩应力：

代入已知数据，可计算出：

σ = 63.9 N/mm²

[σ] = UTS/4 = 175 N/mm²

结论

由上述计算可得：

σc ＜ [σc]，σ ＜ [σ]

因此，该卡环设计是安全的。