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水泵叶轮出现裂纹的原因分析
发布时间 : 2019-10-21 浏览次数 : 次
离心泵是水泵业中常见的水泵，通常由：泵壳，叶轮，密封，支架，轴承箱，电机等部份构成。叶轮是水泵传送液体的关键零部件，叶轮损伤会极大的影响到水泵的流量，扬程等主要参数，对水泵性能要求就不能满足，如水泵叶轮出现裂痕是怎么回事的，要怎样改善呢？
一、叶轮机械结构解析
给水泵叶轮由前盖板、后盖板、叶片、轮毂等零部件构成。叶片与前盖板接口的尖角设计方案狭窄，易于造成应力集中。在各种载荷的相互作用下，叶片拉伸，其与前盖板的连接处形成一个超负荷的应力，造成连接处反向收缩形成裂痕。
1、断口形貌解析
从叶轮上切下一个叶片样品,观察裂纹从叶片尖端扩展到后盖板和叶片与轮毂的接头。实际上，裂纹的总长度是70～80mm。从叶片断面观察到与裂纹扩展方向垂直的疲劳步骤，这是金属疲劳断裂的基本宏观特征。5叶的断裂方向和断面形态相同。用扫描电镜观察了断裂表面，清晰地观察了疲劳阶段形成的海滩图。低滑系数钢材的疲劳条纹越来越短、越来越小，叶轮的转速越来越高，因此很难观察典型的疲劳条纹。但是，刀片的断裂面是直的，断裂面上有一个由疲劳弧形成的海滩图案。
2、依据本章的解析，叶片形成裂痕因素汇总如下:
刀尖角的设计方案太窄，刀尖角的刚度由于制造偏差而低于设计值。在各种载荷的综合作用下，叶片局部应力集中。通过对断裂形态的分析，证实了二次叶轮叶片裂纹是由脆性疲劳引起的。
二、叶轮结构改善
1、叶片、后盖板厚度
老叶轮叶片设计厚度为5mm，新叶轮叶片设计厚度为7mm，老叶轮背盖板设计厚度为5mm，新叶轮背盖板设计厚度为8.6mm。由于叶片刚度和强度增大，实测值高于设计值，因此在理论上叶轮强度应高于设计值。
2、叶片前缘总长度
为解决所述的问题，米6体育app官网二级叶轮将叶片前缘缩短到叶轮内径处，生根位置增加至前、后盖板两处，加工难度小，厚度尺寸控制精度高。缩短了叶片前缘的总长度，消除了尖角，大大减轻了应力集中问题。
一、叶轮机械结构解析
给水泵叶轮由前盖板、后盖板、叶片、轮毂等零部件构成。叶片与前盖板接口的尖角设计方案狭窄，易于造成应力集中。在各种载荷的相互作用下，叶片拉伸，其与前盖板的连接处形成一个超负荷的应力，造成连接处反向收缩形成裂痕。
1、断口形貌解析
从叶轮上切下一个叶片样品,观察裂纹从叶片尖端扩展到后盖板和叶片与轮毂的接头。实际上，裂纹的总长度是70～80mm。从叶片断面观察到与裂纹扩展方向垂直的疲劳步骤，这是金属疲劳断裂的基本宏观特征。5叶的断裂方向和断面形态相同。用扫描电镜观察了断裂表面，清晰地观察了疲劳阶段形成的海滩图。低滑系数钢材的疲劳条纹越来越短、越来越小，叶轮的转速越来越高，因此很难观察典型的疲劳条纹。但是，刀片的断裂面是直的，断裂面上有一个由疲劳弧形成的海滩图案。
2、依据本章的解析，叶片形成裂痕因素汇总如下:
刀尖角的设计方案太窄，刀尖角的刚度由于制造偏差而低于设计值。在各种载荷的综合作用下，叶片局部应力集中。通过对断裂形态的分析，证实了二次叶轮叶片裂纹是由脆性疲劳引起的。
二、叶轮结构改善
1、叶片、后盖板厚度
老叶轮叶片设计厚度为5mm，新叶轮叶片设计厚度为7mm，老叶轮背盖板设计厚度为5mm，新叶轮背盖板设计厚度为8.6mm。由于叶片刚度和强度增大，实测值高于设计值，因此在理论上叶轮强度应高于设计值。
2、叶片前缘总长度
为解决所述的问题，米6体育app官网二级叶轮将叶片前缘缩短到叶轮内径处，生根位置增加至前、后盖板两处，加工难度小，厚度尺寸控制精度高。缩短了叶片前缘的总长度，消除了尖角，大大减轻了应力集中问题。
