疏水泵轴断裂分析与改进措施
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２、在对泵轴加工时，严格按照泵轴的加工工艺进行加工，加工 螺纹时的退刀槽不能过深过宽，同时在变径处加大过渡圆角Ｒ＝１．５。
３、对于泵轴的材料，要选用合格４５＃钢，并且按照调质处理程 序进行调质处理。
结束语
经过改进后的泵轴，在运行两年未出现泵轴断裂现象。
（上接第 １ １ ８ 页）
并制定相应的材料消耗节超奖惩措施。五是建立内部制约机制，如定 价与采购分开，收料，管料及发料相分离。
（１＋０．０５）＝３４．７３４＜３５。故泵轴叶轮处的最小直径大于所需用值。
因该泵轴主要承受扭矩，并且从泵轴断裂面的宏观分析可知，
断裂原因为疲劳剪切断裂，所以需要对泵轴断裂面进行扭转剪切应
力校核。根据圆轴截面的扭转剪切应力计算公式：
τ
=
T WT
=
95500000P 0.2d 3 * n
式中：Ｐ为轴功率由功率表实测为６５ＫＷ，
式中：Ｐ为轴功率由功率表实测为６５ＫＷ， ｎ为泵的转速２９５０ｒ／ｍLeabharlann Baiduｎ，
A0 为泵轴的材料系数，经调质热处理４５＃钢的取值范围为１１８～ １ ０ ７ ，这里选取１ １ ８ ，
则：ｄ ≥３ ３ ． ０ ８ 。由于泵轴主要承受扭矩的部位为叶轮处，并且
轴径上开有键槽，考虑到键槽对轴的消弱，将ｄ值增大５％，ｄ＝３３．０８＊
ｎ为泵的转速２９５０ｒ／ｍｉｎ，
ｄ 为泵轴断裂处的直径，取值２ ０ ｍ ｍ ，
则τ ＝１３１．５１ＭＰａ，而经调质处理后４５＃钢的剪切疲劳极限应力
为１３５ＭＰａ，因此断口截面处的扭转剪切应力与材料的剪切疲劳极限
应力非常接近，这是造成泵轴断裂的主要原因。
另断口截面处为泵轴直径变径处，由直径３５ｍｍ变为２０ｍｍ，直径
３ ． ４ 加强质量管理， 控制返工率 在施工过程中，要严把工程质量关，始终贯彻我局“至精、至诚、 更优、更新”的质量方针，各级质量自检人员定点、定岗、定责、加 强施工工序的质量自检和管理工作真正贯彻到整个过程中，采取防范 措施，消除质理通病，做到工程一次成型，一次合格，杜绝返工现象的发 生，避免造成因不必要的人，财、物等大量的投入而加大工程成本。 ３ ． ５ 加强合同管理， 控制工程成本 合同管理是施工企业管理的重要内容，也是降低工程成本，提高经 济效益的有效途径。项目施工合同的时间范围应从合同谈判开始，止 于保修期结束。尤其应加强施工过程中的合同管理，抓好合同管理的
攻与守。攻，意味在合同执行期间密切注意我方履行合同的进展效果， 以防止对方索赔。在合同里， 字里行间充满了工攻的机会与守的措 施。
市场经济从某种角度上讲就是合同经济，一切经济行为都必须依 照合同办事。一部简单的合同，忽视了它、违背了它，它可能招来麻烦， 付出代价，但是，若掌握了它，应用好它，就可以保护既得利益，甚至取得 意想不到的收获。施工中的变更是指由于不可预见因素造成工程量 增减，工序变化，承包商向业主提出的补充合同。索赔是指由于业主或 第三方的原因，造成承包商额外的费用支出或工期延误，承包商有权利 向业主索取赠偿。然而在施工企业中确实也存在着不会索赔，不能索 赔的现象。施工企业效益的提高，应该从赠收和节支两方面着手，节约 成本，挖掘潜力，少花钱，多办事，这是主要的方面，但如何加强合同管理 和索赔工作，以可变因素增加收入，提高效益，这也是不容忽视的一个方 面。另一个方面是防止劳务队向施工单位索赔，及时完善和履行施工 单位的义务，尽量减少合同变更，强化合同外工程量的计量管理工作，及 时完善合同外工作量与价的确认并严格合同外工程理与价的确认程 序，及时签认补充协议或补充合同，防止因合同外因素发生经济纠纷，给 施工单位造成不必要的损失。
【关键词】泵轴 断裂 疲劳
一、引言
鹤煤公司热电厂热网首站有三台热网加热器，配套三台热网疏 水泵，型号：８０ＮＷ—１３０，其性能参数为：流量Ｑ＝１２０ｍ３／ｈ，扬程 Ｈ＝１３０ｍ，效率η＝６８％，汽蚀余量ＮＰＳＨ＝２．７ｍ，转速ｎ＝２９５０ｒ／ｍｉｎ，输 送介质为１ ２ ０ ℃凝结水。三台疏水泵，两台运行，一台备用，每年 运行四个月。三台在运行不到５个月的时间内均发生过泵轴叶轮螺母 处发生断裂。
参考文献 [1]张国珍.工程面目管理[M].北京:中国水利水电出版社,2008. [2]王清祥.建设工程投资控制[M].北京:中国电力出版社,2009.
２０１１． ０３
１１９
建筑工程
疏水泵轴断裂分析与改进措施
薛留峰 河南省鹤壁市鹤煤公司热电厂 河南 鹤壁 458000
【摘 要】针对电厂用单级悬臂式疏水泵轴断裂的实例，经过对泵轴断裂面的宏观分析，断面所处泵轴位置分析以及对泵轴断面位置处的强度校核计算，论述了泵 轴断裂的直接原因为泵轴截面直径偏小，同时在泵轴结构设计和加工工艺等方面，提出了防止泵轴疲劳失效的具体措施。
三、泵轴径的校核计算
该型号泵轴材料为４５＃钢，且通过调质热处理，其断裂位置位于 叶轮与其固定螺母结合面处，叶轮处的轴径为３５ｍｍ，固定螺母处的 螺纹为Ｍ２０×１．５。该泵轴主要承受扭矩，根据泵轴所传递的转矩， 按扭转强度条件初步估算泵的直径ｄ：
d ≥ 3 9550000P /(0.2[τ ]* n) ≥ A0 * 3 P / n
的过渡太大，根据轴类设计经验，一般直径变化范围为５ ～１ ０ ｍ ｍ ，
直径的变径过大，造成断口截面处的应力集中，这是造成泵轴断裂
的主要原因。
四、泵轴的改进措施
根据以上对泵轴断裂的分析，可以得知断裂处直径偏小和应力 集中是造成泵轴断裂的两个主要原因。针对其断裂原因，从以下两 个方面对泵轴进行改进：
１、增大泵轴紧固叶轮螺纹的直径。根据泵轴截面扭转剪切应力 的计算公式可知，在不更换现有设备的前提下，只要增大断裂截面 处的直径便可降低其扭转剪切应力，因此把固定螺母处的螺纹规格 定为Ｍ ２ ４ ×１ ． ５ ，再次计算泵轴同一截面处的扭转剪切应力为７ ６ ． １１ＭＰａ，远小于经调质处理后４５＃钢的剪切疲劳极限应力１３５ＭＰａ。
总之，就是要从价差节约和量差节约两个方面，规范工程物资的采 购过程和使用管理过程，增强物资采购和施工管理过程的透明度，努力 使价差效益与量差效益过到最优。
（３）机械费的控制：尽理减少施工中所消耗的机械台班量，通守全 理施工组织、机械调配，提高机械设备的利用率和完好率，同时，加强现 场设备的维修，保养工作，降低大修、经常性修理等各项费用的开支，避 免不正当使用造成机械设备的闲置，加强租赁设备计划的管理，充分利 用社会闲置机械资源，从不同角度降低机械台班价格。从经济的角度管 制工程成本还包括对参与成本控制的部门和个人给予奖励的措施。
二、泵轴断裂面的分析
泵轴材料为４５＃钢，且通过调质热处理，其断裂位置均位于叶轮 与其固定螺母结合面处。从宏观分析其断口外貌表现出同一性，断 口截面呈一平面且基本上与泵轴母线相垂直，断面外圆一侧有细微 的条纹，断面中间部分光滑，断面外圆的另一侧非常粗糙，且所占 断面面各不大，根据截面宏观分析，可断定泵轴断裂的原因为疲劳 剪切断裂。细微分析，其断面可分为四部分：①疲劳源发生处，均 在泵轴外侧处，约占外圆周长的十分之一，有细微的条纹，且纹理 比较清晰，指向泵轴断面的中心；②疲劳发展区，表面比较光滑， 大致呈现出椭圆形，所占断面面各较大，约占总断面面积的二分之 一至三分之二；③疲劳加速扩展区，此区位于非常粗糙的表面光滑 的疲劳发展区与瞬间断裂区之间，比较明显，是疲劳发展区与瞬间 断裂区的过渡区；④瞬间断裂区，位于泵轴断面的一侧，约占断面 面积的八分之左右，且非常粗糙。
该型号疏水泵为单级单吸悬臂式离心泵，泵的吸入口法兰与排 出口法兰均铸在泵体上，二者在垂直面内呈９ ０ °夹角，出口法兰垂 直朝上。泵的入口室为锥形管吸入室，出口室环形压出室。叶轮为 整体铸造，且经静平衡试验，泵的轴向力平衡采用背叶片方式，轴 封采用机械密封，轴承体内装有一套径向轴承和两套背靠背安装的 推力轴承，采用甩油环稀油润滑。
３、对于泵轴的材料，要选用合格４５＃钢，并且按照调质处理程 序进行调质处理。
结束语
经过改进后的泵轴，在运行两年未出现泵轴断裂现象。
（上接第 １ １ ８ 页）
并制定相应的材料消耗节超奖惩措施。五是建立内部制约机制，如定 价与采购分开，收料，管料及发料相分离。
（１＋０．０５）＝３４．７３４＜３５。故泵轴叶轮处的最小直径大于所需用值。
因该泵轴主要承受扭矩，并且从泵轴断裂面的宏观分析可知，
断裂原因为疲劳剪切断裂，所以需要对泵轴断裂面进行扭转剪切应
力校核。根据圆轴截面的扭转剪切应力计算公式：
τ
=
T WT
=
95500000P 0.2d 3 * n
式中：Ｐ为轴功率由功率表实测为６５ＫＷ，
式中：Ｐ为轴功率由功率表实测为６５ＫＷ， ｎ为泵的转速２９５０ｒ／ｍLeabharlann Baiduｎ，
A0 为泵轴的材料系数，经调质热处理４５＃钢的取值范围为１１８～ １ ０ ７ ，这里选取１ １ ８ ，
则：ｄ ≥３ ３ ． ０ ８ 。由于泵轴主要承受扭矩的部位为叶轮处，并且
轴径上开有键槽，考虑到键槽对轴的消弱，将ｄ值增大５％，ｄ＝３３．０８＊
ｎ为泵的转速２９５０ｒ／ｍｉｎ，
ｄ 为泵轴断裂处的直径，取值２ ０ ｍ ｍ ，
则τ ＝１３１．５１ＭＰａ，而经调质处理后４５＃钢的剪切疲劳极限应力
为１３５ＭＰａ，因此断口截面处的扭转剪切应力与材料的剪切疲劳极限
应力非常接近，这是造成泵轴断裂的主要原因。
另断口截面处为泵轴直径变径处，由直径３５ｍｍ变为２０ｍｍ，直径
３ ． ４ 加强质量管理， 控制返工率 在施工过程中，要严把工程质量关，始终贯彻我局“至精、至诚、 更优、更新”的质量方针，各级质量自检人员定点、定岗、定责、加 强施工工序的质量自检和管理工作真正贯彻到整个过程中，采取防范 措施，消除质理通病，做到工程一次成型，一次合格，杜绝返工现象的发 生，避免造成因不必要的人，财、物等大量的投入而加大工程成本。 ３ ． ５ 加强合同管理， 控制工程成本 合同管理是施工企业管理的重要内容，也是降低工程成本，提高经 济效益的有效途径。项目施工合同的时间范围应从合同谈判开始，止 于保修期结束。尤其应加强施工过程中的合同管理，抓好合同管理的
攻与守。攻，意味在合同执行期间密切注意我方履行合同的进展效果， 以防止对方索赔。在合同里， 字里行间充满了工攻的机会与守的措 施。
市场经济从某种角度上讲就是合同经济，一切经济行为都必须依 照合同办事。一部简单的合同，忽视了它、违背了它，它可能招来麻烦， 付出代价，但是，若掌握了它，应用好它，就可以保护既得利益，甚至取得 意想不到的收获。施工中的变更是指由于不可预见因素造成工程量 增减，工序变化，承包商向业主提出的补充合同。索赔是指由于业主或 第三方的原因，造成承包商额外的费用支出或工期延误，承包商有权利 向业主索取赠偿。然而在施工企业中确实也存在着不会索赔，不能索 赔的现象。施工企业效益的提高，应该从赠收和节支两方面着手，节约 成本，挖掘潜力，少花钱，多办事，这是主要的方面，但如何加强合同管理 和索赔工作，以可变因素增加收入，提高效益，这也是不容忽视的一个方 面。另一个方面是防止劳务队向施工单位索赔，及时完善和履行施工 单位的义务，尽量减少合同变更，强化合同外工程量的计量管理工作，及 时完善合同外工作量与价的确认并严格合同外工程理与价的确认程 序，及时签认补充协议或补充合同，防止因合同外因素发生经济纠纷，给 施工单位造成不必要的损失。
【关键词】泵轴 断裂 疲劳
一、引言
鹤煤公司热电厂热网首站有三台热网加热器，配套三台热网疏 水泵，型号：８０ＮＷ—１３０，其性能参数为：流量Ｑ＝１２０ｍ３／ｈ，扬程 Ｈ＝１３０ｍ，效率η＝６８％，汽蚀余量ＮＰＳＨ＝２．７ｍ，转速ｎ＝２９５０ｒ／ｍｉｎ，输 送介质为１ ２ ０ ℃凝结水。三台疏水泵，两台运行，一台备用，每年 运行四个月。三台在运行不到５个月的时间内均发生过泵轴叶轮螺母 处发生断裂。
参考文献 [1]张国珍.工程面目管理[M].北京:中国水利水电出版社,2008. [2]王清祥.建设工程投资控制[M].北京:中国电力出版社,2009.
２０１１． ０３
１１９
建筑工程
疏水泵轴断裂分析与改进措施
薛留峰 河南省鹤壁市鹤煤公司热电厂 河南 鹤壁 458000
【摘 要】针对电厂用单级悬臂式疏水泵轴断裂的实例，经过对泵轴断裂面的宏观分析，断面所处泵轴位置分析以及对泵轴断面位置处的强度校核计算，论述了泵 轴断裂的直接原因为泵轴截面直径偏小，同时在泵轴结构设计和加工工艺等方面，提出了防止泵轴疲劳失效的具体措施。
三、泵轴径的校核计算
该型号泵轴材料为４５＃钢，且通过调质热处理，其断裂位置位于 叶轮与其固定螺母结合面处，叶轮处的轴径为３５ｍｍ，固定螺母处的 螺纹为Ｍ２０×１．５。该泵轴主要承受扭矩，根据泵轴所传递的转矩， 按扭转强度条件初步估算泵的直径ｄ：
d ≥ 3 9550000P /(0.2[τ ]* n) ≥ A0 * 3 P / n
的过渡太大，根据轴类设计经验，一般直径变化范围为５ ～１ ０ ｍ ｍ ，
直径的变径过大，造成断口截面处的应力集中，这是造成泵轴断裂
的主要原因。
四、泵轴的改进措施
根据以上对泵轴断裂的分析，可以得知断裂处直径偏小和应力 集中是造成泵轴断裂的两个主要原因。针对其断裂原因，从以下两 个方面对泵轴进行改进：
１、增大泵轴紧固叶轮螺纹的直径。根据泵轴截面扭转剪切应力 的计算公式可知，在不更换现有设备的前提下，只要增大断裂截面 处的直径便可降低其扭转剪切应力，因此把固定螺母处的螺纹规格 定为Ｍ ２ ４ ×１ ． ５ ，再次计算泵轴同一截面处的扭转剪切应力为７ ６ ． １１ＭＰａ，远小于经调质处理后４５＃钢的剪切疲劳极限应力１３５ＭＰａ。
总之，就是要从价差节约和量差节约两个方面，规范工程物资的采 购过程和使用管理过程，增强物资采购和施工管理过程的透明度，努力 使价差效益与量差效益过到最优。
（３）机械费的控制：尽理减少施工中所消耗的机械台班量，通守全 理施工组织、机械调配，提高机械设备的利用率和完好率，同时，加强现 场设备的维修，保养工作，降低大修、经常性修理等各项费用的开支，避 免不正当使用造成机械设备的闲置，加强租赁设备计划的管理，充分利 用社会闲置机械资源，从不同角度降低机械台班价格。从经济的角度管 制工程成本还包括对参与成本控制的部门和个人给予奖励的措施。
二、泵轴断裂面的分析
泵轴材料为４５＃钢，且通过调质热处理，其断裂位置均位于叶轮 与其固定螺母结合面处。从宏观分析其断口外貌表现出同一性，断 口截面呈一平面且基本上与泵轴母线相垂直，断面外圆一侧有细微 的条纹，断面中间部分光滑，断面外圆的另一侧非常粗糙，且所占 断面面各不大，根据截面宏观分析，可断定泵轴断裂的原因为疲劳 剪切断裂。细微分析，其断面可分为四部分：①疲劳源发生处，均 在泵轴外侧处，约占外圆周长的十分之一，有细微的条纹，且纹理 比较清晰，指向泵轴断面的中心；②疲劳发展区，表面比较光滑， 大致呈现出椭圆形，所占断面面各较大，约占总断面面积的二分之 一至三分之二；③疲劳加速扩展区，此区位于非常粗糙的表面光滑 的疲劳发展区与瞬间断裂区之间，比较明显，是疲劳发展区与瞬间 断裂区的过渡区；④瞬间断裂区，位于泵轴断面的一侧，约占断面 面积的八分之左右，且非常粗糙。
该型号疏水泵为单级单吸悬臂式离心泵，泵的吸入口法兰与排 出口法兰均铸在泵体上，二者在垂直面内呈９ ０ °夹角，出口法兰垂 直朝上。泵的入口室为锥形管吸入室，出口室环形压出室。叶轮为 整体铸造，且经静平衡试验，泵的轴向力平衡采用背叶片方式，轴 封采用机械密封，轴承体内装有一套径向轴承和两套背靠背安装的 推力轴承，采用甩油环稀油润滑。