多級泵穿杠和中段密封凸緣寬度的強度計算

多級泵穿杠和中段密封凸緣寬度的強度計算

受力分析(圖21-19)

圖21  19 多級泵穿杠受力分析

圖中:

p——工作力，是由泵內(nèi)介質(zhì)壓力形成的力，此力力圖推開密封接縫以抵抗拉緊穿杠對密封面的壓力。排出蓋和中段間的力p最大，用P_max表示.

P₂₀——密封力，是保證接縫密封所必要的力，工作力越大，密封力也越大、所以在排出蓋和中段的接縫上P₂₀最大，用P_20max表示。

P₂——作用在密封接縫上的力。穿杠的拉緊力除掉工作力p，其余的力作用在接縫上，稱為  p2。前蓋和中段密封接縫，因工作力最小，所以  P₂力最大，用  P_2min表示。而排出蓋和中段密封接縫，因工作力最大，所以P₂力最小，用P_2min表示。它至少應(yīng)等于密封力，即P_2min=P_20max

P——穿杠作用力，應(yīng)等于最大工作力和密封力之和;即

P₁=P_max ＋P_20max  

穿杠和一般聯(lián)接螺栓不同之處在于穿杠在中段體外，和中段的溫差很大，中段的熱變形使穿杠受到附加的力只。所以考慮溫差時，穿杠上受的力為

P_1max=P_max＋P_20max ＋P_r

穿杠強度計算和一般泵體連接螺栓計算為方法相同。

帶中間蓋的節(jié)段式多級泵，能改善蓋螺栓和凸緣的受力情況(圖21-20)。

圖21--20 帶中間蓋的多級泵穿杠受力分析

計算步驟

（1）初步確定穿杠直徑d和密封凸緣寬度h

式中ho——中段壁厚，m;

1——穿杠工作部分長度，m;

 2——中段組長度，m;

M——墊片系數(shù);

P——泵介質(zhì)壓力，Pa;

D——中段內(nèi)徑.m;

Z——穿杠數(shù)目;

a-一中段材料的線膨脹系數(shù)，1 /°C .

E一一材料的彈性模量，Pa;

——穿杠材料的許用應(yīng)力，Pa,

——中段接縫處材料〔墊片)的許用擠壓應(yīng)力，Pa

碳鋼:=196. 1~235. 4 MPa

鑄鐵:=78. 5~98. 1 MPa

合金鋼:=392. 3 MPa

△t——中段和穿杠的溫差，℃.在冷態(tài)啟動時△t=t_介質(zhì)－t_{環(huán)境}一10°C

在穩(wěn)定工作時，按圖21一21確定。

圖21一21穿杠t₁、中段t₂和介質(zhì)t的關(guān)系

（2）強度校核

1)計算作用力