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为什么压力表会破坏轴以及如何防止它

作者:发表时间:2019-08-13


      虽然大多数操作压力表的人都熟悉轴断裂的问题,但很少有人理解轴断裂的原因,因此问题仍在继续。了解轴断裂的原因可以帮助您防止损坏发生,首先,压力表轴断裂是因为它们扭曲、弯曲并且磨损。

现在考虑可能性

      计算任何特定压力表可以承受的最大马力所需轴的直径。然后为冲击负载添加一个宽松的安全系数,除非你有堵塞的压力表,否则这种情况不会发生。您最有可能想出的轴直径大约是压力表中使用的一半!大多数压力表轴都是在其他基础上设计的。您也可以通过简单地扭转它直到它断开来推断您从未打破过压力表轴。你可以弯曲轴直到它断裂,虽然不是在我们见过的任何压力表内。但这里的关键是“压力表内部”可能会使压力表和驱动器错位并打破外侧轴承两侧的轴。虽然已经发生这种情况,轴承更可能在轴之前失效。因此,如果轴承附近有轴断裂,可能是不对中的原因。

      轴可以磨损,这是绝大多数压力表轴断裂的原因。传统的智慧指出,远低于轴极限强度的应力。如果足够重复,将导致轴断裂,但不总是。如果应力足够低,它可以无限重复而不会造成损坏。例如,您可以在中心弯曲压力表轴。005“,每分钟3,600次,每天24小时,而不会使其断裂。但是,如果我们将它增加到。010“,它可能会在一周内中断。那是因为你超过了轴的疲劳极限。大多数压力表轴设计用于保持偏差小于疲劳极限,设计工程师做出这样的假设。就像设计你汽车的人假设你不会驾驶瘪胎一样。那么问题就变成了,当压力表轴断裂时,我们违反了哪些设计工程师的假设?

      B1和B2是支撑轴的两个轴承。W1是叶轮和轴的重量,U是整个组件的不平衡。T是称为不平衡径向推力的量。这些力中的每一个都作用在轴上,以在每次旋转时反向弯曲它。设计工程师可以计算轴和叶轮的重量。因为他们没有改变,他可以为这些设计。不平衡不应成为问题,因为大多数大型叶轮由制造商动态平衡。但是,如果几个大气泡偶尔通过压力表怎么办?请记住,叶轮的其余部分充满了液体。这是汽车轮胎的反面,轮辋上的重量错位,但同样存在不平衡。大多数人认为所有离心必须处理一些空气。但是没有办法计算或估计特定空气量会导致多少不平衡,因为你不知道它将如何分布在叶轮周围。因此,如果您需要较长的轴寿命,请确保液体是您的所有压力表手柄。另一个因素是径向推力不平衡。看看下面的叶轮和压力表蜗壳的端视图。指向叶轮的箭头表示蜗壳中作用在叶轮上的压力。

      但箭头的大小不同。有些会被其他平衡,但它不会平衡。结果是径向推力不平衡,由标有“T”的大箭头表示。请注意,该力并不总是在相同方向上起作用,并且当压力表在近关闭和打开操作时它会变大。这是一条曲线,显示关闭时非平衡径向推力的最大值,在压力表的最佳效率点下降到最大值,然后在大开时再次上升。

      它有很大的不同。我们以造纸厂的压力表为例。我们最近确定24英寸双吸压力表的不平衡径向推力,以其容量的一半运行,总计超过1。5吨。这里的教训很简单,除非你喜欢购买轴,否则不要在近乎关闭或打开的情况下运行压力表。

最后,关于轴的更多信息。四个因素会影响轴保持疲劳失效的能力

      —它的大小。当涉及整体刚度时,轴承之间的距离比轴的直径更重要。

      —材料。这里得不到多少。普通棒料的疲劳极限与您可以购买的最好的轴系相同。

      —表面光洁度和应力集中点。轴应该是表面磨削、螺纹底切和键槽应该是圆形底部。

      —湿或干。允许液体到达应力集中点的轴比保持干燥的轴更快失效。


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