葉輪是耐腐蝕真空泵傳送液體的關鍵零部件,葉輪損傷會極大的影響到耐腐蝕真空泵的流量,,揚程等主要參數(shù),,對其性能要求就不能滿足,如果其葉輪出現(xiàn)裂痕是怎么回事的,,要怎樣改善呢?相信大家還是比較疑惑的,,下面就讓我來跟大家詳細的介紹一下。
一,、葉輪機械結構解析
給耐腐蝕泵葉輪由前蓋板,、后蓋板、葉片,、輪轂等零部件構成,。葉片與前蓋板接口的尖角設計方案狹窄,易于造成應力集中,。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超負荷的應力,,造成連接處反向收縮形成裂痕,。
1、斷口形貌解析
從葉輪上切下一個葉片樣品,觀察裂紋從葉片尖端擴展到后蓋板和葉片與輪轂的接頭,。實際上,,裂紋的總長度是70~80mm,。從葉片斷面觀察到與裂紋擴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越短,、越來越小,,葉輪的轉速越來越高,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如下:
刀尖角的設計方案太窄,,刀尖角的剛度由于制造偏差而低于設計值,。在各種載荷的綜合作用下,葉片局部應力集中,。通過對斷裂形態(tài)的分析,,證實了二次葉輪葉片裂紋是由脆性疲勞引起的。
二,、葉輪結構改善
1,、葉片、后蓋板厚度
老葉輪葉片設計厚度為5mm,,新葉輪葉片設計厚度為7mm,,老葉輪背蓋板設計厚度為5mm,新葉輪背蓋板設計厚度為8.6mm,。由于葉片剛度和強度增大,,實測值高于設計值,因此在理論上葉輪強度應高于設計值,。
2,、葉片前緣總長度
為解決所述的問題,新型二級葉輪將葉片前緣縮短到葉輪內徑處,,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,。縮短了葉片前緣的總長度,消除了尖角,,大大減輕了應力集中問題,。
3、葉片受力有限元分析
由于設計方案較短,,在正常運行,、小流量運行和超速運行下,老葉輪葉片進口角處的峰值應力超過了葉片材料的拉伸強度,。而設計方案優(yōu)化后的新型葉輪葉片局部峰值應力大大降低,,大為254MPa,遠低于屈服強度設計方案值,,解決了葉片尖角處抗拉強度不足的問題,,滿足設計方案要求。
以上就是關于耐腐蝕真空泵葉輪出現(xiàn)裂紋原因的相關內容了,,希望能夠幫助到大家,。
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