离心泵转子的强度和刚度计算.xlsVIP

Sheet3 Sheet2 Sheet1 轴的强度与刚度计算 1。0 输入数据 1) 设计流量Q (m3/h) 2) 设计扬程H (m) 3) 设计转数n (r/min) 4) 设计效率η 5) 介质温度T (℃) 6) 介质粘度ν (m2/s) 7) 介质密度ρ (kg/m3) 8) 介质饱和蒸汽压Pv (kgf/cm2) 9) 轴材料允许切应力τ (N/m2)Pa 10) 轴材料的屈服极限σs 11) 轴材料的弯曲极限σb 12) 轴材料的弯曲疲劳极限σ-1 13) 轴材料的剪切疲劳极限τ-1 14) 轴材料的弹性模量E kg/cm2 15) 弯矩单独作用时的有效应力集中系数kσ 16) 扭矩单独作用时的有效应力集中系数kτ 17) 弯矩单独作用时的绝对尺寸影响系数εσ 18) 扭矩单独作用时的绝对尺寸影响系数ετ 19) 弯矩单独作用时材料对应力循环 不对称性的敏感性系数ψσ 20) 扭矩单独作用时材料对应力循环 不对称性的敏感性系数ψτ 21) 轴表面质量系数β 22) 叶轮外径D2 23) 叶轮出口宽度B2 24) 叶轮动不平衡余量Gc (g) 25) 叶轮重量Gy (N) 26) 轴重量Gz E:\LK30轴.SLDPRT 27) 联轴器重GL 插入轴的三维及二维图已确定轴段各尺寸 L1/d1 L2/d2 L3/d3 L4/d4 L5 L6 L7 L8轴承宽度 L9 L10 长度 断面直径 键槽b/t 悬臂比= 2。0 初步校核轴的最小直径： Nc= （系数1.2亦可根据API610选取不同的值） = Kw Mn= = N.m d= = m 3。0 计算作用在轴上的载荷 径向力 1） 水力径向力 Fsj= 式中Kr为试验得出的径向力系数，通过对《泵的理论与设计》图6-25的分析合成得曲线方程如下： 设计流量时: Kr= 50%设计流量时: 比转数ns= Kr= 设计流量时 50%设计流量时 Fsj= N 依据《泵的理论与设计》图6-26估计径向力的方向为： 设计流量时与隔舌夹角195° 50%设计流量时与隔舌夹角135° 因隔舌角为60°，故：Fsjx= Fsj*COS75° 第三象限 Fsj*COS15° 50%设计流量时 第三象限 Fsjy= Fsj*SIN75° 设计流量时 第三象限 Fsj*SIN15° 50%设计流量时 2) 叶轮不平衡量引起的径向力 Fyp= 1.12*9.8*10-9Gc*n2*D2/2 = N 3) 转子重量 叶轮G1= 悬臂轴G2= N 轴向力 这里我们认为轴向力为零 扭矩 M= Mn = N.m 求轴承处的支反力 FQX= （这里我们认为不定向力Fyp全部加在Y方向上） FQy= N 设计流量时 = FQ= FHX= FHy= N 50%设计流量时 FH= = N 设计流量时 = 50%设计流量时 各轴段的弯矩 M弯1x= N.m N.m 50%设计流量时 M弯1y= = N.m 设计流量时 = N.m 50%设计流量时 M弯1= = 50%设计流量时 M弯2x= N.m 50%设计流量时 M弯2y= = 设计流量时 N.m M弯2= M弯3x= N.m N.m 50%设计流量时 M弯3y= = N.m 设计流量时 = N.m M弯3= N.m 50%设计流量时 M弯4x= M弯4y= M弯4= N.m 50%设计流量时 M弯5= = 设计流量时 4。0 强度校核 弯曲应力: σw= 弯曲断面系数： W= Pa Pa Pa 切应力： τ= 扭转断面系数： Wn= 拉（压）应力： σb= 断面积： F= 按第四强度理论折算应力： σd= 设计流量时 设计流量时 50%设计流量时 求安全系数 n= 3Cr13 50%设计流量时 判定： 根据 计算值查表确定许用安全系数： 〔n〕=17 5。0 疲劳强度校核： 弯曲应力幅变量：σa σa= Mx= My= W= 50%设计流量时 弯曲应力幅常量：σm σm= Mc= = 切应力幅变量：τa τa= 0.25τ 切应力幅常量：τm τm= τ 求疲劳安全系数：n 1) 弯曲疲劳安全系数：nσ nσ= 2) 扭转疲劳安全系数：nτ nτ= 3) n= = 设计流量时 = 50%设计流量时 4) n＞1.8～2.5 所以所设计的轴是满足疲劳强度要求的。 6。0 临界转速计算 计算了轴的强度，还应计算轴的刚度，以确保转子的无摩擦及平稳运转。 计算轴的挠度 1) 叶轮部位的荷重G1 G1= kg