10 troliga orsaker till att en pumpaxel går sönder
1.Drift borta från BEP: Avvikelse från drift i det tillåtna området för pumpens BEP är sannolikt den vanligaste orsaken till axelfel. Drift bort från BEP skapar obalanserade hydrauliska radiella krafter. Axelns avböjning på grund av de radiella krafterna skapar en böjkraft som uppstår två gånger per axelvarv. Till exempel kommer en axel som roterar med 3 550 varv per minut (rpm) att böjas 7 100 gånger per minut. Denna böjdynamik skapar en böjtrötthet på axeln. De flesta axlar kan hantera det höga antalet cykler om amplituden (töjningen) av avböjningen är tillräckligt låg.
2.Böjd axel: Problem med böjd axel följer samma logik som en avböjande axel som refereras till ovan. Köp pumpar och reservaxlar från tillverkare som har höga krav/specifikationer för axelns rakhet. Due diligence skulle vara försiktigt. De flesta toleranser för pumpaxlar ligger i intervallet 0,001 till 0,002 tum med mätningen som total indikatoravläsning (TIR).
3.Obalanserad pumphjul eller rötor: Ett obalanserat pumphjul kommer att skapa "axelpisk" under drift. Effekten är densamma som om axeln var böjd och/eller avböjd, även om axeln skulle mäta rakt om man stoppade pumpen och kollade axeln. Det kan hävdas att balansering av pumphjulet är lika viktigt för pumpar med lägre-hastighet som snabbare-pumpar. Antalet böjningscykler inom en given tidsram reduceras, men amplituden (töjningen) för förskjutningen (på grund av obalansen) förblir i samma område som de högre-hastighetsfaktorerna.
4.Vätskeegenskaper: Diskussioner om newtonska kontra icke-newtonska vätskor kommer att dyka upp i en framtida artikel. Normalt handlar frågan om vätskans egenskaper om en pump som är konstruerad för en vätska med en (lägre) viskositet men utsatt för högre viskositeter. Ett exempel kan vara så enkelt som att pumpen valdes och konstruerades för att pumpa eldningsolja nummer 4 vid 95 F och senare används den för att pumpa eldningsolja vid 35 F (ungefärlig skillnad på 235 centipoise). Liknande problem kommer att bli resultatet av en ökning av specifik vikt. Observera också att korrosion avsevärt kommer att minska utmattningshållfastheten hos axelmaterialet. Axlar med högre korrosionsbeständighet är ett bra val i dessa miljöer.
5.Variabel hastighet: Vridmoment och hastighet är omvänt proportionella. När pumpen saktar ner ökar axelns vridmoment. Till exempel kräver en 100-hästars (hk) pump vid 875 rpm dubbelt så mycket vridmoment som en 100-hk pump vid 1 750 rpm. Förutom de totala gränsvärdena för axelns maximala bromshästkraft (BHP), måste användare kontrollera de tillåtna BHP per 100 rpm gränserna för pumpapplikationen.
6.Felaktig tillämpning: Att ignorera tillverkarens riktlinjer kommer att leda till axelproblem. Många pumpaxlar har en reduktionsfaktor om pumpen drivs av en motor i stället för en elmotor eller ångturbin på grund av det intermittenta kontra kontinuerliga vridmomentet. Om pumpen inte är direktdriven (genom en koppling) såsom rem/skiva- eller kedja/kedjehjul-driven, kan det finnas en betydande axelnedsättning. Många självsugande sop- och slurrypumpar är designade för att vara remdrivna-, så det är lite problem. Pumpar byggda för American National Standards Institute (ANSI) B73.1-specifikationer är inte konstruerade för att drivas med rem- (såvida inte en domkraftsaxel används). ANSI-pumpar kan drivas med rem- eller motor-, men den maximala tillåtna hästkraften är avsevärt reducerad. Många pumptillverkare erbjuder kraftiga-axlar som tillval, vilket kan åtgärda symtomet när grundorsaken inte kan åtgärdas.
7.Felinställning: Felinställning mellan pump och drivenhet även i minsta grad bidrar till böjmomenten. Vanligtvis visar sig detta problem som trasiga lager innan axeln går sönder.
8.Vibration: Vibrationer från andra problem än felinriktning och obalans – som kavitation, frekvens för passerande skovel, kritiska hastigheter och övertoner – kommer att orsaka stress på axeln.
9.Felaktig montering av komponenter: En annan orsak är felaktig montering av pumphjul och kopplingar till axeln (felaktiga passningar och spelrum oavsett om det är för hårt eller för löst). Felaktiga passningar kan leda till att det blir nötning. Nötningsslitage bidrar till utmattningsfel. Nycklar och/eller kilspår som inte är korrekt monterade bidrar också till problemet. Den här författaren föredrar att handfila nyckeln så att den passar nyckel-sätet.
10.Felaktig hastighet: Det finns maximala pumphastigheter baserade på impellerns tröghet och på (perifera) hastighetsgränser för remdrift (till exempel är den maximala remhastigheten för en ANSI-pump normalt överens om att vara 6 500 fot per minut). Dessutom finns det försiktighetsåtgärder för drift med låg-hastighet utöver problemet med ökande vridmoment – som förlust av hydrauliska dämpningseffekter (Lomakin-effekten).