劉文英 袁林 尚小溪 王良 李連海

摘要：多級(jí)泵在很多工業(yè)行業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用，包括火力發(fā)電廠、現(xiàn)代造紙廠等等。多級(jí)泵一般承擔(dān)著鍋爐的給水工作。多級(jí)泵泵軸主要是一個(gè)支持作用，支持多級(jí)泵的其他部件，如葉輪等。多級(jí)泵軸以旋轉(zhuǎn)的形式進(jìn)行工作，其工作時(shí)要承受較大的彎矩以及轉(zhuǎn)矩。因此對(duì)其材質(zhì)有很高的要求，必須要保證足夠的強(qiáng)度以及精度。只有這樣才能最大限度地減少其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可能產(chǎn)生的磨損和擦傷。

關(guān)鍵詞：筒形多級(jí)泵;泵軸;加工工藝

多級(jí)泵屬于離心泵的一種，因此其獲取離心力的方式也是通過(guò)葉輪的旋轉(zhuǎn)，通過(guò)獲取離心力然將物料進(jìn)行輸出。泵軸在整個(gè)多級(jí)泵的工作工程中，承擔(dān)了很大一部分任務(wù)，只有通過(guò)泵軸的支持，其他的諸如葉輪等部件才能運(yùn)作，泵軸主要是通過(guò)在確定位置進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，然后傳遞驅(qū)動(dòng)功率，從而帶動(dòng)其他部件進(jìn)行運(yùn)作。因此，可以這樣說(shuō)，對(duì)于多級(jí)泵來(lái)說(shuō)，泵軸所承擔(dān)的，是一個(gè)不可或缺的中轉(zhuǎn)作用。

1.多級(jí)泵的工作原理

研究多級(jí)泵泵軸的加工工藝，就必須要了解多級(jí)泵的工作原理，明確泵軸在整個(gè)多級(jí)泵的工作工程中所擔(dān)負(fù)的責(zé)任，只有這樣才能深入了解多級(jí)泵泵軸的技術(shù)要求以及其加工時(shí)應(yīng)注意的要點(diǎn)。

多級(jí)泵屬于離心泵，符合一般離心泵的工作原理，即通過(guò)葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，通過(guò)離心力將物料進(jìn)行輸出。當(dāng)多級(jí)泵中充滿液體的時(shí)候，由葉輪通過(guò)旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生離心力，然后因?yàn)殡x心力的作用，導(dǎo)致葉輪中的液體向外圈甩出，液體流到導(dǎo)葉中，導(dǎo)葉通過(guò)收集葉輪甩出的液體，然后將其十分均勻地引入到次級(jí)中，將液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化壓力能，然后由于葉輪處于真空狀態(tài)，從而導(dǎo)致液體可以繼續(xù)進(jìn)入葉輪，這樣周而復(fù)始，維持整個(gè)多級(jí)泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。（見(jiàn)圖1）

圖1?多級(jí)泵結(jié)構(gòu)

2.筒形多級(jí)泵泵軸加工工藝要點(diǎn)

2.1多級(jí)泵泵軸的選材

通過(guò)對(duì)之前一些斷裂軸承的分析，筆者認(rèn)為，對(duì)于多級(jí)泵這樣一個(gè)較為特殊的離心泵來(lái)說(shuō)，對(duì)其泵軸材質(zhì)的選擇不能僅僅注重功率，也應(yīng)該更加關(guān)注其韌性。因?yàn)槟壳昂芏喽嗉?jí)泵泵軸出于大功率的考慮，都會(huì)選擇高強(qiáng)度的鋼材。但是高強(qiáng)度鋼材具有游離鐵索體易析出的弱點(diǎn)，一旦在運(yùn)作工程中出現(xiàn)熱量集中的現(xiàn)象，就會(huì)長(zhǎng)生鐵索體的析出，從而明顯降低了鋼材的韌性與沖擊功。

對(duì)于大型的工業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，其具備引進(jìn)國(guó)外材料的能力，但是對(duì)于一些中小企業(yè)來(lái)說(shuō)，由于預(yù)算的有限，只能采用國(guó)產(chǎn)材料。但是采用國(guó)產(chǎn)材料應(yīng)該嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行采購(gòu)，根據(jù)不同的工況條件選擇不同的鋼材。在實(shí)際的選擇中，除了要考慮鋼材的功率與強(qiáng)度，還要考慮熱處理效應(yīng)，要注意截面尺寸以及屈服強(qiáng)度。

2.2不同鋼材交付使用的標(biāo)準(zhǔn)

2.2.1碳素鋼以及合金鋼要經(jīng)過(guò)正火、退火或者是高溫回火等熱處理，然后進(jìn)行鋼材的交付使用。

2.2.2不銹鋼、耐酸鋼材、耐熱鋼材按照企業(yè)對(duì)于多級(jí)泵的要求決定是否進(jìn)行熱處理。如需熱處理，則按照不同的鋼材，進(jìn)行不同的熱處理。如泵軸常用的奧氏體—鐵素體型的鋼材以及沉淀硬化型的鋼材，需要進(jìn)行固溶熱處理。如馬氏體型的鋼材，則要通過(guò)退火或者是高溫回火的熱處理后才能交付使用。如鐵素體型鋼材，則可以在企業(yè)的同意下不進(jìn)行熱處理。

2.3多級(jí)泵泵軸加工工藝

不同的離心泵對(duì)于泵軸加工有著不同的要求，不僅體現(xiàn)在其泵軸的材料上，而且還體現(xiàn)在其加工過(guò)程的工藝上。多級(jí)泵作為一種特殊的離心泵，其加工工藝的技術(shù)和要求主要是指對(duì)于支承軸頸的徑向尺寸精度以及形位精度的要求。通常多級(jí)泵泵軸的軸頸直徑公差等級(jí)為IT6-IT8，幾何形狀精度分為圓度以及圓柱度，對(duì)于多級(jí)泵來(lái)說(shuō)，要求將其限制在直徑公差的范圍之內(nèi)。相互位置精度是指同軸度以及圓跳動(dòng);保證配合軸頸的同軸度，是對(duì)離心泵泵軸零件位置精度的一個(gè)普遍要求。由于多級(jí)泵泵軸的作用十分關(guān)鍵，因此對(duì)其徑向和軸向的公差以及其表面的粗糙度有較高的要求。

2.4多級(jí)泵泵軸的力學(xué)性能

在加工多級(jí)泵泵軸的時(shí)候，除了要注意其材料的選擇以及加工工藝之外，還要注意加工粗加工以及熱處理后泵軸的力學(xué)性能。其中對(duì)于合金結(jié)構(gòu)鋼以及耐熱鋼來(lái)說(shuō)，其多級(jí)泵泵軸所用材料加工熱處理后力學(xué)性能允許的下降值較高，而對(duì)于其他的鋼材。諸如優(yōu)質(zhì)碳素鋼或者不銹鋼和耐酸鋼來(lái)說(shuō)，其泵軸加工熱處理后的力學(xué)性能允許的下降值就比較低。

多級(jí)泵的泵軸在工作時(shí)，會(huì)承受彎曲、扭轉(zhuǎn)等復(fù)合的應(yīng)力。因?yàn)閼?yīng)力在泵軸截面的分布上是不同的，外緣所承受的應(yīng)力要比中心所承受的應(yīng)力大很多。因此，要對(duì)不同鋼材制造的泵軸在加工時(shí)要進(jìn)行不同的淬硬。根據(jù)泵軸所用鋼材的不同將其分為A/B/C/D四個(gè)等級(jí)。對(duì)于A/B級(jí)的鋼材制造的泵軸來(lái)說(shuō)，其淬應(yīng)工藝要達(dá)到距離泵軸外緣四分之三直徑以上淬硬，而對(duì)于C/D級(jí)鋼材制造的泵軸來(lái)說(shuō)，其淬應(yīng)工藝要做到距離泵軸外緣二分之一直徑以上淬硬。

3.結(jié)束語(yǔ)

本文主要介紹了多級(jí)泵的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理，以此為出發(fā)點(diǎn)，來(lái)闡述泵軸在整個(gè)多級(jí)泵結(jié)構(gòu)中的重要性，尤其是對(duì)多級(jí)泵泵軸的加工過(guò)程中，其鋼材的選擇以及處理的要點(diǎn)進(jìn)行了分析。多級(jí)泵作為離心泵的一種，其對(duì)泵軸功率以及硬度和韌性都有很高的要求，目前來(lái)看，很多企業(yè)采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼以及合金鋼，還有一些企業(yè)采用耐酸鋼以及耐熱鋼。因此對(duì)于其加工過(guò)程中的熱處理以及淬硬工藝中的要點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，對(duì)多級(jí)泵泵軸的實(shí)際加工工作提供一些有用的參考。

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