多級潛水電泵的改進設(shè)計

　　在各地中小型礦中及建筑工程工地中，為排除積水，經(jīng)常需要高揚程的潛水電泵根據(jù)這一信息，我公司開發(fā)了一個系列三種規(guī)格的多級潛水電泵產(chǎn)品，流量為10m3也揚程分別為64m、96m和128m，單級揚程32m，功率分別為4kW、75kW、11kW，投放市場后很受用戶歡迎但在使用中也暴露出了一些問題，其中主要的是使用壽命太短，短的只使用了100多個小時，電動機就燒毀了。這直接影響了我公司產(chǎn)品的聲譽為此，我們在專門組織人員進行用戶走訪后，決定進行改進設(shè)計并確定了改進設(shè)計方案經(jīng)改進后，產(chǎn)品取得了預(yù)期的使用效果2泵結(jié)構(gòu)及故障原因分析為原三級潛水電泵結(jié)構(gòu)圖之所以選擇這樣的結(jié)構(gòu)，是考慮到已有的電動機部件可以被借用，以便縮短設(shè)計和試制時間、降低生產(chǎn)成本。

　　采用兩道單端面機械密封串聯(lián)形式以增強密封效果由于軸伸太長，故在泵進水節(jié)處設(shè)置一錫青銅滑動軸承，配對軸套的材料為1Cr18Ni9Ti表面噴涂鎳基合金102HRC為50~62寬徑比B/d為087此泵在本廠清水試驗臺連續(xù)運行500h后解體，其機械密封磨損正常但經(jīng)走訪用戶，發(fā)現(xiàn)泵常被用作礦下排除積水，而水中含有煤、砂等雜質(zhì)且有一定的濃度和腐蝕性將一臺電動機燒毀的泵解體，發(fā)現(xiàn)機械密封動環(huán)已完全磨平，彈簧扭曲變形，葉輪口環(huán)滑動軸承也嚴重磨損。

　　泵端機械密封的磨損泄漏加重了電動機端機械密封的負擔，也使其快速磨損，產(chǎn)生泄漏，導致電動機燒毀，這是機械密封快速失效的關(guān)鍵所在另外，從本廠測試的泵性能曲線來看，泵效率偏低。使用揚程變化幅度不能太大，否則將導致泵過載c）葉片出口寬度3改進措施1重新設(shè)計葉輪重新設(shè)計的葉輪應(yīng)考慮能夠適合于輸送低濃度含砂水流介質(zhì)按照固液兩相流的設(shè)計經(jīng)驗，對于小顆粒含砂水流介質(zhì)，易磨損的部位在葉片出口處，葉輪應(yīng)取小的U（U=15°~30°和較少的葉片數(shù)葉輪主要尺寸計算如下。

　　對葉輪出口直徑，在保證一定的抗磨要求并側(cè)重效率時，對于閉式葉輪可按下式計算：下表為重新設(shè)計的葉輪參數(shù)（單位：mm包角葉片進口寬度幻此外，為提高泵過流部件表面光潔度，對葉輪、導葉等零件全部進行拋丸處理考慮到泵停機一段時間后葉輪口環(huán)會生銹抱死，造成起動困難，設(shè)置了錫青銅密封環(huán)。

　　32對密封部位進行重新設(shè)計我們采用了的結(jié)構(gòu)。將原出口部位改為吸入部位，并改用雙端面機械密封，水封端選用碳化桂/硬質(zhì)合金優(yōu)質(zhì)磨塊，電動機端選用碳化桂/石墨對磨材料。由于機械密封位于泵進水口，減去了作用于機械密封上的工作壓力，葉輪進口的吸入流動狀態(tài)也使顆粒雜質(zhì)很難進入到機械密封端面中去，雙端面機械密封置于油室內(nèi)也使彈簧免受腐蝕介質(zhì)的侵蝕總之，此結(jié)構(gòu)顯著改善了機械密封的工作條件和冷卻條件。

　　旋轉(zhuǎn)“這一規(guī)定。

　　33對滑動軸承的改進滑動軸承的設(shè)計好壞也是關(guān)系到泵能否長期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵之一。而滑動軸承的承載能力跟軸承的寬徑比n成正比（n=B /d，其中B為軸承寬度，d為軸承內(nèi)徑）為了提高軸承的承載能力，改進設(shè)計時取n=T35并在軸承內(nèi)表面開設(shè)與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向一致的雙頭螺旋槽，以增加軸承的潤滑水量、便于排除進入滑動軸承的顆粒雜質(zhì)同時，為了阻止顆粒雜質(zhì)進入滑動軸承腔內(nèi)，在末級葉輪的后蓋板上增設(shè)4條徑向背葉片。

　　34關(guān)于泵軸向力泵結(jié)構(gòu)改進后所產(chǎn)生的軸向力方向與轉(zhuǎn)動部件的自重相反，因此可以減小泵軸向力，減輕推力軸承的負荷，延長推力軸承的使用壽命。另一方面，由于軸向力反向，在軸承處須附加一旋緊螺母或軸用擋圈以限制轉(zhuǎn)軸的串動4試驗及現(xiàn)場使用情況由于吸入口尺寸較大，我們適當加大了軸承檔和機械密封檔軸徑，以增加轉(zhuǎn)軸的剛性經(jīng)過重新設(shè)計后的泵結(jié)構(gòu)仍符合JB/T8092-經(jīng)過改進設(shè)計的樣泵，在本廠B級精度試驗臺中的清水試驗結(jié)果與原泵的試驗結(jié)果見從中可以看出，改進后泵在額定流量點水電準“電泵從進水口蘊看為逆時c方向Pu效率提高了5.且擴大了際使用場合的運行情況，將2臺樣泵發(fā)往用戶處作礦下排除積水的可靠性考核運行試驗兩個月后，用戶要求按樣發(fā)貨。樣泵經(jīng)過近一年的運行后解體，發(fā)現(xiàn)機械密封磨損正常，電動機絕緣正常，軸承完好無損，葉輪口環(huán)、密封壞滑動軸承和軸套等有不同程度的磨損，整機經(jīng)更換機械密封和上述易損件后仍可投入使用。

　　5結(jié)束語在原有泵的基礎(chǔ)上所作的改進設(shè)計經(jīng)用戶使用后證明是成功的。隨著清水泵使用范圍的不斷擴大，用戶使用清水泵來抽送含顆粒雜質(zhì)介質(zhì)的情況越來越多，例如礦井下排除積水、從深井中抽送地下水、建筑工地抽排水等對不同的使用場合，有針對性地在原有泵的基礎(chǔ)上作少許結(jié)構(gòu)改進，即可顯著提高泵在含顆粒雜質(zhì)中的使用壽命。這樣既縮短設(shè)計試制周期，節(jié)約大量費用，產(chǎn)品又成熟可靠由于大量采用通用件，又便于生產(chǎn)管理，具有顯著的經(jīng)濟效益。

　　雖然經(jīng)改進設(shè)計后的泵在含顆粒雜質(zhì)介質(zhì)中的使用壽命大大延長，但其畢竟不是雜質(zhì)泵，不能在高濃度粗顆粒雜質(zhì)介質(zhì)中使甩用戶對泵的維護保養(yǎng)應(yīng)引起高度重視，按期更換易損件。