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高压水泵断轴失效原因分析

来源:/news/208.html发布时间:2018-04-04

1.原泵结构

高压水泵的叶轮是按顺序热装在轴上,所有叶轮都用卡环轴向逐级定位。这样不会出现累计加工误差,可以保证每个叶轮与导叶都能够良好对中,同时热装也提高了高压水泵转子的刚性,使泵工作平稳可靠,是目前很多重要的大机组转子普遍采用的种装配方式。但这种结构对加工精度要求很高,由于合金钢对应力集中的敏感度高,卡环槽处极易产生应力集中和疲劳失效,如遇工况不稳定,频繁起停,操作不当等外在因素,很可能会产生断轴。

2.断轴原因分析

高压水泵解体检查发现,断面发生在第8级的叶轮卡环处,此处位于转子的中心位置,挠度最大,很容易发生断裂,泵轴总长2960mm,叶轮轴径φ105mm,材质为4Cr14Mo,并经调质处理。

通过一系列的分析可知,高压水泵轴断口表现为疲劳失效特征,位于断口位置的卡环槽处过渡圆角过小,形成了很高的局部应力集中,裂纹往往在此处萌生,这是叶轮失效的主要原因。

此处高压水泵轴的疲劳断裂还与运行条件有关。由于泵轴长期接触含有酸、碱、盐的污水,在这样恶劣的腐蚀环境下,金属材料的疲劳强度急剧下降,其表面的腐蚀产物嵌入金属表面,在外加交变应力的作用下,引起腐蚀疲劳断裂。

高压水泵

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