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太浦河泵站水泵导轴承分析研究
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【水利水资源毕业论文】摘要:太浦河泵站的水导轴承具有转速低、承载力大的特点,同时轴承又采用与水平面呈斜150布置的方式,受力复杂。经计算机仿真模拟水泵装置内部流态后,提出承载力要求,比较选用稀油润滑的导轴承,本文对塞德瓦公司的轴承结构和受力要求进行了分析研究。 关键词:水导轴承 油膜 承载力 1 水泵特点 太浦河泵站总流量300m3/s,装6台斜150轴伸泵,泵站设计净扬程1.39m,是国内最大的特低扬程大流量泵站。该水泵叶轮直径4.1m,转速73r/min;水泵与电机采用齿轮减速箱的传动方式,异步电机功率1600kW,转速1000r/min;在齿轮减速箱的两端均有齿式联轴器,各设备的轴向力和径向力分别由本身的轴承承受,除扭矩外各力不相互传递。 2 水泵轴系受力分析计算 2.1 水泵轴系受力 斜150轴伸泵有两个轴承,近叶轮端的为水导轴承,出水端的为推力径向组合轴承。轴承受力考虑下面几种工况,轴系受力详见图2-1。 (1) 静水工况:流道内充满了水,但水泵未启动,此时轴承承受水泵转动部分重量(G)、水的浮力(f1)。 (2) 正常运行工况:水泵运转后,除上述力之外,轴承还要承受水泵装置非稳定流的水动态力(f2)、轴向水推力(fZ)、叶轮静不平衡力(f3)、泵轴挠度引起的离心力(f4)。 (3)飞逸工况:水泵断电而且快速闸门、多叶拍门失效,水泵进入水轮机工况,并发生飞逸,此时须考虑导致各部件离心力的增加,出现泵轴的扭振现象,对轴承产生冲击力。其原因是水泵进入水轮机工况,叶轮的叶栅绕流会发生旋转脱流,产生叶轮上较大的水压脉动,致使叶轮压力侧轴对称速度场的破坏而导致很大的径向力,从而轴承也承受较大的脉动力矩。 图2-1 轴系受力示意图 2.2 正常工况受力计算 由于斜轴伸泵呈斜式布置,受力状态较卧式和立式水泵要复杂,水泵轴承同时受水平分力和垂直分力。水
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