离心泵转子的强度和刚度计算.

轴的强度与刚度计算1。0输入数据1 设计流量Q1500(m3/h2 设计扬程

H40(m3 设计转数n1450(r/min4 设计效率η0.855 介质温度T(℃6 介质粘度ν(m2/s7 介质密度ρ1000(kg/m3 8 介质饱和蒸汽压Pv(kgf/cm2 9 轴材料允许切应力

τ55000000(N/m2Pa 10 轴材料的屈服极限σs 6.37E+08(N/m2Pa 11 轴材料的弯曲极限σb 8.34E+08

12 轴材料的弯曲疲劳极限σ

-1

3.55E+08(N/m2Pa

13 轴材料的剪切疲劳极限τ-12.04E+08(N/m2Pa 14 轴材料的弹性模量

E2100000kg/cm215 弯矩单独作用时的有效应力集中系数kσ1.6916 扭矩单独作用时的有效应力集中系数kτ1.6117 弯矩单独作用时的绝对尺寸影响系数εσ0.7318 扭矩单独作用时的绝对尺寸影响系数ετ0.7819 弯矩单独作用时材料对应力循环

不对称性的敏感性系数ψσ0.120 扭矩单独作用时材料对应力循环

不对称性的敏感性系数ψτ0.0521 轴表面质量系数β122 叶轮外径D20.4(m23 24 25 26 27 27

叶轮出口宽度B20.1(m叶轮动不平衡余量Gc1.5(g叶轮重量Gy245(N轴重量Gz258(N联轴器重GL20(N插入轴的三维及二维图已确定轴段各尺寸

） 3。0计算作用在轴上的载荷3.1径向力 1）水力径向力

设计流量时与隔舌夹角195°50%设计流量时与隔舌夹角135°

因隔舌角为60°，故：Fsjx =Fsj*COS75°-1680.41设计流量时第三象限

Fsj*COS15°26511.8650%设计流量时第三象限Fsjy=Fsj*SIN75°-6254.78设计流量时第三象限

Fsj*SIN15°7100.06150%设计流量时第三象限

2 叶轮不平衡量引起的径向力

Fyp =1.12*9.8*10-9Gc*n2*D2/2

=6.930176N

3 转子重量

叶轮G1=245N 悬臂轴G2=2583.2轴向力

N

这里我们认为轴向力为零3.3扭矩

M=Mn

=1520.252N.m

yp 全部加在Y方向上）

-134.433N.m 2120.949N.m -480.228N.m 588.1593N.m 498.6892N.m 2200.99N.m -352.887N.m 5567.491N.m -1260.6N.m 1543.918N.m 1309.059N.m 5777.598N.m -470.515N.m 7423.322N.m -1680.8N.m 2058.558N.m 1745.412N.m

7703.465N.m 444.3436N.m -7010.41N.m 1590.949N.m -1940.41N.m 1651.835N.m 7273.998N.m 107.3922N.m 469.4983N.m

3Cr13

5.1

σa=

M x ==

=M y ===W=σa=

a

2120.949

y

50%设计流量时

-480.782587.60493.01E-051659387973154670

5.2弯曲应力幅常量：σ

σm=M c =

(F sjy +G ⨯L 1

设计流量时50%设计流量时设计流量时50%设计流量时

m

=σm=18428.39

5.3切应力幅变量：τa

τa=0.25τ=5962552

5.4切应力幅常量：τm

τm=τ

=23850207

5.5求疲劳安全系数：n1 弯曲疲劳安全系数：nσ

n σ=

==2

n τ=

=n===所以所设计的轴是满足疲劳强度要求的。临界转速计算

计算了轴的强度，还应计算轴的刚度，以确保转子的无摩擦及平稳运转。计算轴的挠度叶轮部位的荷重G1

G1=G

y

=25kg

轴的自身荷重G2

G2=26.32653kg 联轴器重G3

3

4 6。06.11

2 3

G3=2.040816kg

3 平均惯性矩J

J==

4 y 1==

y 2==y 3==6.2nc==3285.2833613.811 L9

0.043L100.07

0.080.075

取不同的值）

成得曲线方程如下：0-5n s +0. 0206

部加在Y方向上）

设计流量时50%设计流量时设计流量时50%设计流量时设计流量时50%设计流量时设计流量时50%设计流量时设计流量时50%设计流量时设计流量时50%设计流量时设计流量时50%设计流量时设计流量时50%设计流量时

设计流量时

50%设计流量时设计流量时50%设计流量时设计流量时50%设计流量时设计流量时50%设计流量时设计流量时50%设计流量时