立式轴流泵导轴承荷载分析-论文.pdf

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1、科技论坛立式轴流泵导轴承荷载分析于锡平(沈阳水泵制造有限公司。辽宁沈阳110141)【摘要】大型立式轴流泵导轴承的荷栽影响着泵的性能与稳按要求，叶轮静平衡试验按飞逸时不平衡惯性离心力不超过叶定运行，造成导轴承荷载的主要因素有：电机空气间隙不对称、液轮重量的2％控制，即体非对称来流、叶轮质心偏离转动中心和压力角度不等。本研究能rO≤0．02g／j2式中∞j一机组飞逸角速度为设计轴流泵导轴承提供荷栽依据，对减小导轴承荷栽、提高可靠r0一为叶轮动摆度的一半，动摆度与水泵导轴承间隙有关，故性和运行寿命有很大意义。r0=Sk／2：(△t一2bm)／2【关键词】立式泵；轴流泵；导轴承；荷载；

2、分析式中△t一导轴承双边间隙bm一润滑油膜或水膜厚度sk一叶轮动摆度立式水泵机组导轴承荷载主要由电机不平衡磁拉了、转子偏心1．3横向水力不平衡力的影响质量旋转惯性离心力和水力不平衡力引起，水力不平衡及不平衡磁1．3．1泵轴绕流阻力拉力分别与主轴扭矩、电机转子外径及定子铁芯长度有关。立式水泵采用弯管出水，弯管圆心角根据需要确定，常采用n1导轴承荷载影响因素分析／3或n／2，采用水润滑导轴承的水泵，弯管内泵轴裸露受出水绕流大型立式轴流泵机组的电机上机架内设有推力轴承和上导轴阻力的作用，从而造成水泵导轴承径向力F50．048F1，对于泵轴承，下机架内设有下导轴承，水泵大都只在导叶体轮毂

3、内设有一只外设有对开型护管的轴流泵，泵轴不受绕流阻力作用。导轴承。导轴承荷载由机组运行时转子、泵轴及叶轮所受垂直于轴1．3．2水泵叶轮角度不等线方向的横向力引起，下面仅考虑电机上导轴承与水泵导轴承受力，由于组装误差，导致水泵叶轮数枚叶片角度不等，将所有叶片而电机下导轴承不受力的最不利情况下，转子部件各横向力引起的周向水流阻力向泵轴轴心简化，其结果除水力阻力距外，还存在垂水泵导轴承荷载(径向力)。直于轴线的径向水力不平衡力，，该力为所有叶片周向水流阻力的矢1．1电机空气间隙不对称的影响量和△Pu，对于单枚叶片周向阻力：Put=60nmN／Ⅱmn(R+Rh)若电机转子在定子内偏心，则

4、造成空气间隙不对称，产生定子N一泵轴功率nm一泵机械效率(0．95—0．97)n一水泵转速R、对转子的不平衡磁拉力。文献(2)提供了不平衡磁拉力的计算式：Rh一叶轮及轮毂半径Fc=ⅡHdB2(Rd—Rx)2．(^u0)一1／In2((1／Rd+b)／(1／Rx+a))显然，角度大的叶片阻力也大，△Pu引起的导轴承径向力为F6Hd一定子铁芯高度=(LO／L)．△Pu．=l／e√((Rd2+Rx2一e2)／2)2-Rd2Rx2一般厂家规定，叶片角度彼此差异最大为1。。B一气隙平均磁通密度Rd-定子内半径1．3．3叶轮非轴对称来流a=√1／Rx2+l／2b=√1／Rd2+l／2从设计角

5、度考虑，轴流泵叶轮要求来流轴向均匀，但流道设计Rx一转子外半径u0一空气磁导率e一转子偏心距理论具有局限性、流道垂直高度有限和施工误差等原因，叶轮来流磁拉力引起的泵导轴承径向力为：FI=(Lc／L)Fc往往非轴对称。对大型水泵叶轮来流流场现场测定表明，总流与轴L、Lc一电机上导轴承至水泵导轴承的高度及转子中心的高度向平均夹角r为2。一4。，水流经过叶轮后成为轴对称，该来流作1．2转动部件质心偏离传动中心的影响用于叶轮的横向力形成对水泵导轴承的径向力为：F7=(LO／L)．P造成传动部件质心偏离传动中心的因素：(1)制造质量问题。Qutsin丫(ut一叶轮来流总流流速)。工件材质密

6、度不均匀、几何不对称。(2)安装质量问题。轴及叶轮2导轴承荷载确定方法及举例安装摆度超标。(3)由于导轴承径向间隙的存在，使刚性轴运转后2．1导轴承荷载确定转动部件质心偏离值大于静止状态。(4)运行时，电机轴线、转子2．1．1工作荷载温度场不对称，引起变形、弯曲、造成弓形旋转，质心偏心距变化。在电机负荷确定情况下，导轴承分荷载Fl与电机相对面最大气1．2．1轴线偏心隙差值及其所在方位有关。根据造成气隙不均的原因，该方位分为建立以电机上导轴承中心为原点，垂直向下的主轴转动中心为随电机转动变化与不变化两种情形。转动部件偏心引起的分荷载F2、OZ轴的坐标系，机组轴线上任一点在水平面内的

7、偏心距r=r(Z)，矢F3、F4及叶轮角度不等引起的F6方向随主轴转动周期性变化。而径r与x轴夹角为O(Z)。设轴线均质，单位轴长质量为mo，主轴FS／F7方向分别与水泵出流方向、叶轮来流偏流方向相同，方向不转动角速度为。得到主轴偏心造成的轴颈对泵导轴承的径向力分随主轴转动变化。所有分荷载组成水平面内的平面汇交力系对安量为F2x和F2y．、合力F2=√F2x2+F2y2~0．0331F1，与X轴正向装好的机组，各部误差已经确定，某时刻各分荷载大小及方向可以夹角为B=arctan(