自吸泵可靠性研究与设计

性工程的诞生已近半个世纪的历史，以电子产品性设计为先导的性工程已形成一门独立的学科。而对泵的性研究起步较晚，随着化工、航天和航海等场合对泵的性要求的提高，有关专家和学者已经开展了一些工作，即在性分析的基础上对水力兼容性、支撑结构、密封系统、材料、轴向力平衡等方面采取了一些改进措施。
　　1、自吸泵的性分析方法
　　计算自吸泵性时可将自吸泵看作一个系统，将自吸泵分成叶轮、导轮(壳体)、轴、密封、轴承、联轴器、电机、螺栓、轴销或键等部件单元。对自吸泵来说，如果上述任何一个单元或部件失效，自吸泵就失效。因此自吸泵与上述单元或部件组成了一个串联系统。
　　部件的性数据的来源为大量性试验和现场统计数据，但由于受时间和成本的限制，在很多情况下应从有关标准和相关资料中选取。由于化工设备性资料的缺乏，总是有一些零部件的性资料无法获得，这就需要研究人员利用相关资料和经验去估计。预测的方法主要有故障模式及影响分析法(FMEA)和故障树分析法(FTA)。
　　有了泵各个部件的性数据，可根据串联系统性的计算方法泵的性数据。
　　2、提高性的途径
　　为了提高泵的性，就要设法延长泵的使用寿命，减少故障出现的可能性，显然，这些与水力设计、结构设计密切相关。
　　2.1、水力模型的改进
　　自吸泵比转速较低，设计时为了获得较高的效率，容易出现驼峰型HQ曲线。为了提高泵运行的性，应设法HQ曲线上的驼峰。许多水泵科技工作者在这方面做了大量的理论分析与试验研究工作，诸如设置形成预旋的前导叶、减少叶片数、选取较小的叶片出口角、选取适当的叶轮出口宽度等。
　　研究表明，叶片数的减少对驼峰是很的，许多研究成果均推荐4~5片。但又有一些试验证明，叶片数少会增大叶片负荷，使初生汽蚀过早出现。为了初生汽蚀，叶轮叶片数不宜过少，《自吸泵汽蚀判据选择和叶轮设计方法探讨》建议以6~7片为宜。
　　2.2、支撑结构的改进
　　泵的轴承把旋转部件保持在正确位置上，其大小能承受泵中产生的径向力和轴向力。通常对轴承选择未提出要求，但轴承结构中某些细节却能提高泵的性，例如，保持架的主要用途是防止相邻的两个滚动件直接接触摩擦生热，则应根据实际情况正确选用。
　　2.3、密封系统
　　轴封是影响泵性的主要部位。化工泵的传统式轴封结构主要有填料密封、机械密封、水力动力密封等。
　　填料密封由于结构简单、换方便、价格便宜等优点而广泛用于各种化工泵上，但密封不，且功耗较大。机械密封密封效果好、功耗低，但安装拆卸不方便、价格昂贵。水力动力轴封实际上是水力动力轴封与停车轴封的结合，这种装置不需要经常维修，适合长时间连续运转。
　　传统式轴封结构并未从根本上解决轴封泄漏的本质问题。《化工自吸泵的新结构研究》提出了一种新型轴封结构，解决了长期困扰化工自吸泵轴封泄漏严重、轴及轴承寿命短这两大难题。《碱泵选型的改进》提出了另一种设计，即泵在碱介质中同样具有泄漏量少、寿命长的优点，使碱泵达到了无泄漏运转。
　　2.4、轴向力平衡装置
　　对于多级自吸泵，如果不是等量叶轮相背布置来平衡轴向力，就有轴向力平衡装置，不是平衡鼓，就是平衡盘。根据调查显示平衡鼓的故障率较小，不过采用平衡盘同样也能性。
　　另外，建议平衡盘的设计承载能力好要有充分的裕量，以满足密封环发生磨损后作用在叶轮上的轴向力逐渐增长的需要。