化工液下泵是應(yīng)用于化工行業(yè)中的一種泵，其主要功能是吸送污水，溶液，在安裝液下泵時(shí)，泵體也就是進(jìn)液口直接插入液體之內(nèi)，不需引用水，直接將化工泵啟動(dòng)。由于該泵采用間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)行方式，并且原泵軸系采用的是分段式多段軸結(jié)構(gòu)。每段軸兩端采用滾動(dòng)軸承定位，相鄰的兩段軸之間采用的是彈性聯(lián)軸器聯(lián)接傳遞扭矩。這種結(jié)構(gòu)因?yàn)橐合律疃容^長，軸在運(yùn)行過程中容易發(fā)生擺動(dòng)，同時(shí)多段軸結(jié)構(gòu)導(dǎo)致每段軸的擺動(dòng)方向以及擺動(dòng)的幅度不一致，各處的軸承承受一個(gè)較大的應(yīng)變力，造成軸承滾子偏磨，聯(lián)軸器彈性元件偏磨，以致于軸承及聯(lián)軸器彈性元件的壽命被大大削減，這種結(jié)構(gòu)下軸承的潤滑效果難以實(shí)現(xiàn)，潤滑脂的更換較為復(fù)雜，而且難以對軸承潤滑進(jìn)行較為直觀有效的檢測，容易導(dǎo)致軸承干磨，嚴(yán)重影響了泵運(yùn)行的穩(wěn)定性。

　　一、液下泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，軸系設(shè)計(jì)為單根軸結(jié)構(gòu)，介質(zhì)側(cè)軸承及中間軸承選用滑動(dòng)軸承，承受徑向力，材質(zhì)選用耐介質(zhì)腐蝕材質(zhì)，潤滑方式為外沖洗潤滑型式;大氣側(cè)選用滾動(dòng)軸承，承受軸向力，潤滑方式選用為脂潤滑，在大氣側(cè)軸承下方安裝一套填料密封將大氣側(cè)軸承與介質(zhì)隔離開，避免介質(zhì)對軸承的腐蝕。

　　二、軸受力分析

　　軸作為泵的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，軸及軸系的可靠性直接決定了泵運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性，本文分別從軸強(qiáng)度校核、臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算和撓度分析等三方面對軸進(jìn)行綜合分析。

　　1、軸強(qiáng)度校核計(jì)算

　　軸強(qiáng)度校核主要是計(jì)算軸的小軸徑，在做小軸徑計(jì)算之前，先要確定軸的材料，進(jìn)而確定材料的許用的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力τp，下表3為幾種常用軸材料的τp值。根據(jù)介質(zhì)屬性，選擇40Cr作為軸材料，取τp為35 MPa

　　d-軸端直徑，mm;T-軸所傳遞的扭矩，N?m，T=9550P/n;P-軸所傳遞的功率，kW;τP-許用的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，MPa;n-軸的工作轉(zhuǎn)速，r/min ;設(shè)計(jì)時(shí)泵小軸徑處取35mm,大于計(jì)算小軸徑13.7?mm。

　　泵軸除校核強(qiáng)度外，要進(jìn)行剛度計(jì)算。剛度計(jì)算包括兩部分內(nèi)容：一是計(jì)算軸的撓底，使軸在運(yùn)轉(zhuǎn)中的撓度小于轉(zhuǎn)子和殼體的小間隙。軸運(yùn)轉(zhuǎn)中的撓度等于轉(zhuǎn)子自重引起的靜撓度，加上殘余不平衡質(zhì)量的離主慣性力引力的動(dòng)撓度。但是精確地確定轉(zhuǎn)子的殘余不平衡質(zhì)量是很困難的，所以一般只用轉(zhuǎn)子的自重引起的靜撓度，作為近似的比較標(biāo)準(zhǔn)。二是計(jì)算軸的臨界轉(zhuǎn)速，以保證轉(zhuǎn)子的平衡運(yùn)行。

　　2、靜撓度及臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算

　　n_c-臨界轉(zhuǎn)速，r/min;E-材料彈性模量，Kgf/cm2; l-兩支撐之間直線距離，cm;a-葉輪離近一支撐點(diǎn)距離，cm;G-作用于軸上的力，Kgf;J-轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

　　0.8nc=3475.6 r/min?>?n=2?950r/min,所以臨界轉(zhuǎn)速滿足要求。

　　3、靜撓度計(jì)算

　　y-靜撓度，cm，泵內(nèi)部小運(yùn)轉(zhuǎn)間隙為0.015?cm，0.0047<0>