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水利工程论文-太浦河泵站水泵导轴承分析研究.doc

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水利工程论文-太浦河泵站水泵导轴承分析研究.doc

水利工程论文-太浦河泵站水泵导轴承分析研究摘要:太浦河泵站的水导轴承具有转速低、承载力大的特点,同时轴承又采用与水平面呈斜150布置的方式,受力复杂。经计算机仿真模拟水泵装置内部流态后,提出承载力要求,比较选用稀油润滑的导轴承,本文对塞德瓦公司的轴承结构和受力要求进行了分析研究。关键词:水导轴承油膜承载力1水泵特点太浦河泵站总流量300m3/s,装6台斜150轴伸泵,泵站设计净扬程1.39m,是国内最大的特低扬程大流量泵站。该水泵叶轮直径4.1m,转速73r/min;水泵与电机采用齿轮减速箱的传动方式,异步电机功率1600kW,转速1000r/min;在齿轮减速箱的两端均有齿式联轴器,各设备的轴向力和径向力分别由本身的轴承承受,除扭矩外各力不相互传递。2水泵轴系受力分析计算2.1水泵轴系受力斜150轴伸泵有两个轴承,近叶轮端的为水导轴承,出水端的为推力径向组合轴承。轴承受力考虑下面几种工况,轴系受力详见图2-1。(1)静水工况:流道内充满了水,但水泵未启动,此时轴承承受水泵转动部分重量(G)、水的浮力(f1)。(2)正常运行工况:水泵运转后,除上述力之外,轴承还要承受水泵装置非稳定流的水动态力(f2)、轴向水推力(fZ)、叶轮静不平衡力(f3)、泵轴挠度引起的离心力(f4)。(3)飞逸工况:水泵断电而且快速闸门、多叶拍门失效,水泵进入水轮机工况,并发生飞逸,此时须考虑导致各部件离心力的增加,出现泵轴的扭振现象,对轴承产生冲击力。其原因是水泵进入水轮机工况,叶轮的叶栅绕流会发生旋转脱流,产生叶轮上较大的水压脉动,致使叶轮压力侧轴对称速度场的破坏而导致很大的径向力,从而轴承也承受较大的脉动力矩。图2-1轴系受力示意图2.2正常工况受力计算由于斜轴伸泵呈斜式布置,受力状态较卧式和立式水泵要复杂,水泵轴承同时受水平分力和垂直分力。水泵转动部分的重量和浮力、泵叶轮的静不平衡力和泵轴挠度引起的离心力由制造厂根据机械加工的技术要求提出,而因水流引起的不平衡力以及压力脉动则比较复杂,以往因缺乏有力的计算工具,通常按经验进行估算,误差不易分析,也难以分析不平衡力产生的原因。为此太浦河泵站工程建设指挥部、设计院、清华大学共同合作,进行计算机水泵装置整体三维粘性流动模拟分析计算,模拟叶轮转动时,水泵及进出水流道内部不同工况下的流动特性如压力、速度分布规律及泵特性曲线,以及流道内部的旋涡分

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