更强并不总是更好。
通过乔肾脏病
LobePro

泵的故障可能是由泵的一些最不显眼或最昂贵的部件引起的——螺栓和垫圈。泵制造商在为其旋转组件选择螺栓时应考虑以下六个因素。

流程应用程序

不同的工艺应用需要特定的螺栓设计、等级、强度和维护认证。工艺应用条件如转速、压力、泵的驱动器等因素都有影响
螺栓的选择。

剪切螺栓图片1。由振动和松动引起的螺栓剪切(由LobePro提供)

与其他泵设计(如离心泵通BETVICTOR体育官网常以3600转/分钟的速度运行)相比,旋转瓣泵通常以1000转/分钟以下的速度运行,粘度更高。他们经常泵水和其他低粘度的物质。

在一种泵类型中工作完美的螺栓设计可能在另一种泵类型中很快失效。泵的转速对泵的旋动螺栓有很大的影响。BETVICTOR体育官网在设计螺栓总成时,需要考虑泵的典型转速范围。低速会对旋转组件施加大量的扭矩,而高速会导致螺栓产生更大的振动。过度振动会导致泵部件失效,包括旋转动力螺栓。振动在螺栓头和杆上产生径向力,可导致螺栓松动并剪切螺栓(见图1)。

过程压力范围也会以与速度相似的方式导致故障。如果不考虑泵的排出压力和吸入压力的值,会引起振动并破坏螺栓。吸力提升对旋转动力螺栓的使用可能比较苛刻。在应用中,如果泵在水面上的吸力升程经常超过20英尺,则应检查螺栓组件。高真空的应用会产生过量的振动和径向力,并已被证明会破坏在其他应用中成功的螺栓。

泵驱动器也会引起同样的破坏性振动。能产生最大振动量的泵驱动器是柴油机。与电动或液压马达驱动相比,柴油发动机驱动对泵撬产生更大的振动,因此对泵和螺栓也产生更大的振动。一个柴油发动机驱动结合高吸力提升和速度可以类似于振动和螺栓故障的完美风暴。

其他兼容性

在设计螺栓组件时,螺栓遇到的化学物质和温度是一些主要考虑因素。许多旋转动力螺栓受到各自泵的工艺流体的影响,与转子、壳体和其他泵送组件相比,它们受到相同或更大程度的退化。

这些螺栓可能是泵中温度最高的元件,通常必须由比其他泵部件更有弹性的材料制成。与其他泵元件相比,这些螺栓在相对较小的横截面积内承受拉力、轴向力和径向力。螺栓设计中的所有其他决定都必须遵循材料选择,因为每种材料都有不同的指导方针。

螺栓设计

不同的螺栓设计和几何形状具有不同的优缺点,应根据泵的应用和使用任务进行选择。内六角螺钉(SHCS)是泵送应用中常见的螺栓设计。与类似的六角头螺栓相比,SHCS螺栓头的直径更小,因此很容易集成到几乎任何组件中。由于它们的广泛使用,这些螺栓几乎有无限种直径、长度、等级和材料的组合。

六角头螺钉和螺栓,特别是法兰六角头螺钉(FHHS),也可以在许多泵送应用中成功使用。FHHS螺栓包含一个法兰,将压力分布在螺栓头所在的位置。法兰设计可以防止在SHCS螺栓退出螺纹孔和潜在剪切的情况下松动。FHHS螺栓不太常见,可能不适合泵送应用,这取决于工艺流体中存在的化学物质和其他元素。泵的使用职责也必须牢记。可逆性和每天的运行时间影响旋转动力泵所需的螺栓。BETVICTOR体育官网

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在旋转动力螺栓螺纹上应用螺纹锁紧产品通常是必要的,以防止螺栓与泵组件分开旋转。必须遵循制造商的说明来完全生成线程锁的强度。这些产品可能需要长达72小时的固化,这取决于基材材料、粘结间隙、温度或其他因素。螺纹锁紧器已被证明是减少螺栓整体松动或松弛的最有效方法之一。

螺栓装配部件

螺栓组件的每个组件都必须进行评估,以确保它增加了螺栓的寿命和能力。这些决定往往与传统观念相悖。锁紧垫圈等组件一旦被完全扭转和压平,就会充当普通垫圈,而它们的锁定能力就不存在了。

Belleville垫圈也经常被误用。它们是锥形弹簧垫圈,在螺栓头部提供张力负载。它们最好用于在螺栓上提供恒定的轴向载荷,不应用于锁定应用。当受到振动和径向载荷时,Belleville垫圈可以帮助螺栓松动。1

坡度与转矩关系

大多数人认为,一个更强(因此等级更高)的旋转动力螺栓会持续更长的时间。但是螺栓的寿命不仅受强度的影响。螺栓制造商在不同的扭矩下评定不同等级的螺栓是有原因的。螺栓推荐的扭矩值有助于螺栓适当地保持张力,并确保螺栓安装后不会松动。

对于一些较高等级的螺栓,必要的扭矩值可能非常高。在选择这些螺栓时,必须考虑泵的局限性。使用需要推荐扭矩的螺栓可能会对泵组件造成太大的力,这对整个泵组件是不利的。使用扭矩过高可能会导致泵的另一部分出现故障,扭矩过低可能无法正确维护泵组件。

使用较低等级的螺栓有利于泵总成,可以将其扭矩调整到适当的推荐值,以维持泵总成的旋转动力。

参考文献
1.巴雷特:紧固件设计手册。NASA rp-1228, 1990

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