您的当前位置: 首页 > 新闻资讯 > 技术文章

消防泵的泵轴临界的转速是什么,以及是如何试验的

2020/02/12

轴临界转速的基本概念

    泵轴除校核强度外,要进行刚度计算。刚度计算包括两部分内容:第一是计算轴的挠度,使轴在运转中的挠度小于转子和壳体间的平径间隙。轴运转中的挠度等于转子自重引起的静挠度,加土残余不平衡质量的离心惯性力引起的动挠度。但是精确地确定转子的残余不平衡质觉及位置是很困难的,所以一般只用转子自敢引起的静挠度,作为近似的比较标准。第二是一计算轴的临界转速.以保证转子的平稳运转。

     泵轴临界转速的基本概念-中国泵阀第一网 

共振和临界转速

     观察旋转中的轴,可以发现,当轴的转速由启动增加到某一转速时,轴运转变为不稳定,产生较强烈的反复变形和振动。可是,如果继续升高轴转速,会连续反复出现上述现象,我们称这种现象为共振现象,产生共振的转速称为轴的临界转速。引起第一次共振的转速称为第一临界转速,引起第二次共振的转速称为第二临界转速,以此类推。

我们主要研究第一临界转速。

     下面,对上述现象作简单的理论分析,以便了解临界转速的实质和决定临界转速的主要因素。

图21--23表示的是质量为m的圆盘,装在两支点的垂直轴中间,以角速度。旋转时的状态。为研究方便,不计轴本身的质量,图中O表示轴心一轴承连线和圆盘的交点,O1表示几何中心一圆盘儿何对称中心与轴心的交点.O2表示圆盘的重心。由于材料的质量不均匀和不可能做到理想平衡等原因,圆盘重心O2与几何中心O1不重合,其偏心距用。表示。

因为轴垂直放置,所以当轴静止时,轴心线与轴承连线重合,轴不产生扰度;当轴开始旋转时,因为有偏心e,则圆盘重心O2,以偏心距e为平径绕轴承连线作圆周运动。由此产生的离心惯性力使轴变形,引起动扰度yd。所以轴旋转起来之后其圆盘重心O2,是以半径r- e+ yd绕轴承连线作圆周运动。这时作用在圆盘上的离心惯性力为


水中泵临界转速的试验

苏联曾对D320 -——200给水泵进行了临界转速试验,如图21-37i所示。

水中泵临界转速的试验-中国泵阀第一网 

图21一37 轴封间隙测试示意图

试验泵两个密封间隙位于中间,两端装轴承,密封两侧压力变为从0~60大气压,转速0~8 500 r/min。

对一单间隙密封环的各种参数(密封环两侧压降,单侧径向间隙、间隙长度,密封环直径、转子偏心即,密封间隙位置、密封入口边形状)进行了试验研究。图21-38是问隙0. 3 mm时,试验得到的水中临界转速随间隙两侧压差的变化情况。

1.png
图21一38 在水中和空气中临界转速试验曲线

结论:

1)有间隙密封,临界转速升高,最高为空气nc的2倍多。

2)间隙密封两侧压差越大,nc越高。

3)位干中间的间隙密封,比两端靠轴承的间隙密封对nc的影响大得多。

4)密封长度和密封所在直径增大,nc增高,长度超过20 mm时,影响变小。

5)密封入口形状.对nc的影响不大。

6)多间隙密封环nc比单间隙低得多,偶数间隙效果更差。

水动力产生的原因

(1)轴向流动产生的水动力F

由偏心造成周围的间隙不同,间隙大处的压降大,间隙小处的压降小,由此产生指间隙大(向上)的水动力。此力会减小轴的偏心,它和力图增加扰度的离心力的作用相反。如图21一34所示

水中泵临界转速的试验-中国泵阀第一网 
图21-34 间隙密封产生的水动力和结构形式

(2)轴带动间隙中液体的环流产生的水动力T

间隙越小,环流旋转越强,压力降越大.因此环流产生的水动力,力图增加轴的扰度。因为这种环流对临界转速产生的影响较小。一般都没有考虑。随着转速提高,环流增强,对轴的稳定性不利,有可能成为高速多级泵产生抖动的原因。

顺便说明,高速多级泵一般采用平直密封环(可带螺旋迷官),因为二、三间隙密封环,轴向流动的水动力,有的相互抵消,不利于转子的稳定性,也容易造成动静件的接触。