葉輪是耐腐蝕泵傳送液體的關(guān)鍵零部件,葉輪損傷會(huì)很大的影響到耐腐蝕泵的流量,,揚(yáng)程等主要參數(shù),,對(duì)耐腐蝕泵性能要求就不能滿足,,如耐腐蝕泵葉輪出現(xiàn)裂痕是怎么回事的,要怎樣改善呢,?
一,、葉輪機(jī)械結(jié)構(gòu)解析
給耐腐蝕泵葉輪由前蓋板、后蓋板,、葉片,、輪轂等零部件構(gòu)成。葉片與前蓋板接口的尖角設(shè)計(jì)方案狹窄,,易于造成應(yīng)力集中,。在各種載荷的相互作用下,葉片拉伸,,其與前蓋板的連接處形成一個(gè)超負(fù)荷的應(yīng)力,,造成連接處反向收縮形成裂痕,。
1、斷口形貌解析
從葉輪上切下一個(gè)葉片樣品,觀察裂紋從葉片頂端擴(kuò)展到后蓋板和葉片與輪轂的接頭,。實(shí)際上,裂紋的總長(zhǎng)度是70~80mm,。從葉片斷面觀察到與裂紋擴(kuò)展方向垂直的疲勞步驟,,這是金屬疲勞斷裂的基本宏觀特征。用掃描電鏡觀察了斷裂表面,,清晰地觀察了疲勞階段形成的海灘圖,。低滑系數(shù)鋼材的疲勞條紋越來(lái)越短、越來(lái)越小,,葉輪的轉(zhuǎn)速越來(lái)越高,,因此很難觀察典型的疲勞條紋。但是,,刀片的斷裂面是直的,,斷裂面上有一個(gè)由疲勞弧形成的海灘圖案。
2,、依據(jù)本文的解析,,葉片形成裂痕因素匯總?cè)缦?
刀尖角的設(shè)計(jì)方案太窄,刀尖角的剛度由于制造偏差而低于設(shè)計(jì)值,。在各種載荷的綜合作用下,,葉片局部應(yīng)力集中。通過(guò)對(duì)斷裂形態(tài)的分析,,證實(shí)了二次葉輪葉片裂紋是由脆性疲勞引起的,。
二、葉輪結(jié)構(gòu)改善
1,、葉片,、后蓋板厚度
老葉輪葉片設(shè)計(jì)厚度為5mm,新葉輪葉片設(shè)計(jì)厚度為7mm,,老葉輪背蓋板設(shè)計(jì)厚度為5mm,,新葉輪背蓋板設(shè)計(jì)厚度為8.6mm。由于葉片剛度和強(qiáng)度變大,,實(shí)測(cè)值高于設(shè)計(jì)值,,因此在理論上葉輪強(qiáng)度應(yīng)高于設(shè)計(jì)值。
2,、葉片前緣總長(zhǎng)度
為解決所述的問(wèn)題,,新型二級(jí)葉輪將葉片前緣縮短到葉輪內(nèi)徑處,生根位置增加至前,、后蓋板兩處,,加工難度小,,厚度尺寸控制精度高??s短了葉片前緣的總長(zhǎng)度,,消除了尖角,大大減輕了應(yīng)力集中問(wèn)題,。
3,、葉片受力有限元分析
由于設(shè)計(jì)方案較短,在正常運(yùn)行,、小流量運(yùn)行和超速運(yùn)行下,,老葉輪葉片進(jìn)口角處的峰值應(yīng)力超過(guò)了葉片材料的拉伸強(qiáng)度。而設(shè)計(jì)方案優(yōu)化后的新型葉輪葉片局部峰值應(yīng)力大大降低,,大為254MPa,,遠(yuǎn)低于屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)方案值,解決了葉片尖角處抗拉強(qiáng)度不足的問(wèn)題,,滿足設(shè)計(jì)方案要求,。
所以了解了以上耐腐蝕泵葉輪出現(xiàn)裂紋的原因之后,您是否茅塞頓開了呢,?關(guān)注本網(wǎng)站,,定期給您推送有關(guān)于耐腐蝕泵一類的相關(guān)知識(shí)。