
一、液下泵结构设计
结构进行设计,轴系设计为单根轴结构,介质侧轴承及中间轴承选用滑动轴承,承受径向力,材质选用耐介质腐蚀材质,润滑方式为外冲洗润滑型式;大气侧选用滚动轴承,承受轴向力,润滑方式选用为脂润滑,在大气侧轴承下方安装一套填料密封将大气侧轴承与介质隔离开,避免介质对轴承的腐蚀。

二、轴受力分析
轴作为泵的传动机构,轴及轴系的可靠性直接决定了泵运转的可靠性,本文分别从轴强度校核、临界转速计算和挠度分析等三方面对轴进行综合分析。
1、轴强度校核计算
轴强度校核主要是计算轴的小轴径,在做小轴径计算之前,首先要确定轴的材料,进而确定材料的许用的扭转剪应力τp,下表3为几种常用轴材料的τp值。根据介质属性,选择40Cr作为轴材料,取τp为35 MPa
d-轴端直径,mm;T-轴所传递的扭矩,N•m,T=9550P/n;P-轴所传递的功率,kW;τP-许用的扭转剪应力,MPa;n-轴的工作转速,r/min ;设计时泵小轴径处取35mm,大于计算小轴径13.7 mm。

泵轴除校核强度外,要进行刚度计算。刚度计算包括两部分内容:一是计算轴的挠底,使轴在运转中的挠度小于转子和壳体的小间隙。轴运转中的挠度等于转子自重引起的静挠度,加上残余不平衡质量的离主惯性力引力的动挠度。但是精确地确定转子的残余不平衡质量是很困难的,所以一般只用转子的自重引起的静挠度,作为近似的比较标准。二是计算轴的临界转速,以保证转子的平衡运行。
2、静挠度及临界转速计算
n_c-临界转速,r/min;E-材料弹性模量,Kgf/cm2; l-两支撑之间直线距离,cm;a-叶轮离近一支撑点距离,cm;G-作用于轴上的力,Kgf;J-转动惯量。
0.8nc=3475.6 r/min > n=2 950r/min,所以临界转速满足要求。
3、静挠度计算
y-静挠度,cm,泵内部小运转间隙为0.015 cm,0.0047<0.015,所以轴静挠度满足要求。