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為什么壓力表會破壞軸以及如何防止它

作者:發表時間:2019-08-13


      雖然大多數操作壓力表的人都熟悉軸斷裂的問題,但很少有人理解軸斷裂的原因,因此問題仍在繼續。了解軸斷裂的原因可以幫助您防止損壞發生,首先,壓力表軸斷裂是因為它們扭曲、彎曲并且磨損。

現在考慮可能性

      計算任何特定壓力表可以承受的最大馬力所需軸的直徑。然后為沖擊負載添加一個寬松的安全系數,除非你有堵塞的壓力表,否則這種情況不會發生。您最有可能想出的軸直徑大約是壓力表中使用的一半!大多數壓力表軸都是在其他基礎上設計的。您也可以通過簡單地扭轉它直到它斷開來推斷您從未打破過壓力表軸。你可以彎曲軸直到它斷裂,雖然不是在我們見過的任何壓力表內。但這里的關鍵是“壓力表內部”可能會使壓力表和驅動器錯位并打破外側軸承兩側的軸。雖然已經發生這種情況,軸承更可能在軸之前失效。因此,如果軸承附近有軸斷裂,可能是不對中的原因。

      軸可以磨損,這是絕大多數壓力表軸斷裂的原因。傳統的智慧指出,遠低于軸極限強度的應力。如果足夠重復,將導致軸斷裂,但不總是。如果應力足夠低,它可以無限重復而不會造成損壞。例如,您可以在中心彎曲壓力表軸.005“,每分鐘3,600次,每天24小時,而不會使其斷裂。但是,如果我們將它增加到.010“,它可能會在一周內中斷。那是因為你超過了軸的疲勞極限。大多數壓力表軸設計用于保持偏差小于疲勞極限,設計工程師做出這樣的假設。就像設計你汽車的人假設你不會駕駛癟胎一樣。那么問題就變成了,當壓力表軸斷裂時,我們違反了哪些設計工程師的假設?

      B1和B2是支撐軸的兩個軸承。W1是葉輪和軸的重量,U是整個組件的不平衡。T是稱為不平衡徑向推力的量。這些力中的每一個都作用在軸上,以在每次旋轉時反向彎曲它。設計工程師可以計算軸和葉輪的重量。因為他們沒有改變,他可以為這些設計。不平衡不應成為問題,因為大多數大型葉輪由制造商動態平衡。但是,如果幾個大氣泡偶爾通過壓力表怎么辦?請記住,葉輪的其余部分充滿了液體。這是汽車輪胎的反面,輪輞上的重量錯位,但同樣存在不平衡。大多數人認為所有離心必須處理一些空氣。但是沒有辦法計算或估計特定空氣量會導致多少不平衡,因為你不知道它將如何分布在葉輪周圍。因此,如果您需要較長的軸壽命,請確保液體是您的所有壓力表手柄。另一個因素是徑向推力不平衡。看看下面的葉輪和壓力表蝸殼的端視圖。指向葉輪的箭頭表示蝸殼中作用在葉輪上的壓力。

      但箭頭的大小不同。有些會被其他平衡,但它不會平衡。結果是徑向推力不平衡,由標有“T”的大箭頭表示。請注意,該力并不總是在相同方向上起作用,并且當壓力表在近關閉和打開操作時它會變大。這是一條曲線,顯示關閉時非平衡徑向推力的最大值,在壓力表的最佳效率點下降到最大值,然后在大開時再次上升。

      它有很大的不同。我們以造紙廠的壓力表為例。我們最近確定24英寸雙吸壓力表的不平衡徑向推力,以其容量的一半運行,總計超過1.5噸。這里的教訓很簡單,除非你喜歡購買軸,否則不要在近乎關閉或打開的情況下運行壓力表。

最后,關于軸的更多信息。四個因素會影響軸保持疲勞失效的能力

      —它的大小。當涉及整體剛度時,軸承之間的距離比軸的直徑更重要。

      —材料。這里得不到多少。普通棒料的疲勞極限與您可以購買的最好的軸系相同。

      —表面光潔度和應力集中點。軸應該是表面磨削、螺紋底切和鍵槽應該是圓形底部。

      —濕或干。允許液體到達應力集中點的軸比保持干燥的軸更快失效。


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