何啟亮

（杭州堿泵有限公司，浙江 杭州 322010）

液下泵用于從地面一定深度的料液池，向地面輸送料液。液下泵采用立式結(jié)構(gòu)，泵體、葉輪浸在液下，通過軸傳遞。因液下泵起動前無需灌泵、起動時間短等特點而被廣泛應(yīng)用。

隨著池的設(shè)計深度不同，其液下泵的長度也不同?，F(xiàn)在液下泵的插入深度可達12 m，一般在3 m之內(nèi)，現(xiàn)在大多數(shù)采用懸臂式結(jié)構(gòu)，由一根軸加工而成，而3 m以上的，由于受到機加工設(shè)備和熱處理設(shè)備能力的制約，不便于加工。在這種情況下，一般以多根軸連接起來，滿足用戶插入深度的要求。因此將軸以何種方式連接，來保證軸的同心度和軸的剛度，并且又便于安裝、拆缷，成為設(shè)計液下泵結(jié)構(gòu)的重要內(nèi)容。

1 接軸4種結(jié)構(gòu)的使用情況及現(xiàn)狀

1.1 分半外夾緊套接軸

結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。該結(jié)構(gòu)是鍵傳遞扭矩，軸向定位通過分半環(huán)來解決，在用分半外夾緊套來作徑向定位。從使用效果來說，這種接軸方式穩(wěn)定性較高、剛性好，但是由于分半外夾緊套是兩半組成，是用來定位徑向尺寸，其加工精度要求高，加工較困難，加上此結(jié)構(gòu)總質(zhì)量較大，運轉(zhuǎn)中對轉(zhuǎn)子的動平衡有一定的影響。從而得出此結(jié)構(gòu)的缺點，徑向尺寸較大，加工工藝比較復(fù)雜，耗工時多，拆缷維修不太方便，但是這種接軸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，剛度還比較好，實際運用中效果也還可以。

圖1 分半外夾緊套接軸

1.2 錐形套擠壓接軸

結(jié)構(gòu)形式如圖4所示用鍵來傳遞扭矩、用分半內(nèi)錐套來連接軸并用來定位軸向尺寸，當(dāng)擰緊螺栓時外錐套由于是有一定錐度從而擠壓分半內(nèi)錐套起到徑向定位和自鎖功能。此結(jié)構(gòu)對中性及軸向尺寸控制均較好，剛性及穩(wěn)定性也很好，且徑向尺寸及總質(zhì)量均較小。然而對拆卸方便在加上分半內(nèi)錐套加工精度非常高，并且要嚴格保證內(nèi)、外錐面形位公差和表面粗糙度，使外錐套與分內(nèi)錐套之間的接觸為面接觸，防止形成線接觸而失效、在設(shè)計分半內(nèi)錐套與外錐套時，為防止兩材料硬度相近因擠壓產(chǎn)生嚙合而不能拆卸，選材時要有個硬度差。

圖2 錐形套擠壓接軸

2 優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)特點

為能改善上述接軸結(jié)構(gòu)缺點，現(xiàn)如圖3所示進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

圖3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化示意圖

該結(jié)構(gòu)由軸1車－外錐度與外螺紋，軸2車內(nèi)錐度和內(nèi)螺紋，軸1與軸2為兩相互配合尺寸。通過軸1與2相互配合螺紋來傳遞的扭矩并其所能承受的擠壓應(yīng)力，在讓兩軸之間的錐面進行軸向定位、徑向定位，使其能承受一定的擠壓能力。為能防止泵在停車后倒灌而產(chǎn)生反轉(zhuǎn)，因而是采用螺紋連接而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)而改變軸向尺寸，為了解決該問題，現(xiàn)通過裝一分半卡抱來防止軸向移動。在進錐面設(shè)計時，要考慮螺紋旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生了擠壓的嚙合現(xiàn)象，一般采用表面熱處理與表面鍍鉻工藝處理，并選擇細牙螺紋作為聯(lián)接螺紋來用于自鎖防松，還要同時考慮葉輪旋轉(zhuǎn)方向及螺紋轉(zhuǎn)向之間的關(guān)系（從入口端看葉輪轉(zhuǎn)向，若為順時針，接軸結(jié)構(gòu)應(yīng)為右施螺紋，反之，則為左施螺紋）。加工精度方面，主要以錐面加工精度較高，螺紋同軸度可選適當(dāng)放寬，因其以錐面來保證軸向徑向尺寸。

該結(jié)構(gòu)在加工上相對較容易，只要保證兩錐度的同軸即可。從結(jié)構(gòu)而言，該只有一個分半卡抱來防止反轉(zhuǎn)，充分利用了軸來做定位與傳遞扭矩，所以結(jié)構(gòu)上要比以上幾種要簡單，從而大大提高了可靠性。由于接觸方式為面接觸，其剛性及穩(wěn)定性也很好；其安裝與拆卸非常方便，因為采用錐面相連結(jié)構(gòu)，只要一松動就很好拆卸了，安裝時只要旋軸就可完成。從而可以解決以上幾種接軸加工工藝復(fù)雜、精度高、結(jié)構(gòu)不可靠、安裝拆卸不方便等缺陷。

3 結(jié)束語

優(yōu)化后的接軸結(jié)構(gòu)，設(shè)計簡單化，維修安裝很方便，改善了液下泵的可靠性和穩(wěn)定性，并能降低生產(chǎn)成本和維修費用。

[1]關(guān)醒凡.現(xiàn)代泵技術(shù)手冊[M].北京：宇航出版社，1998.

[2]沈陽水泵研究所，中國農(nóng)業(yè)機械科學(xué)研究院.葉片泵設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1983.

[3]張孝風(fēng)，孟東旺，張巍，維杰.液下泵結(jié)構(gòu)與接軸方式分析[J].水泵技術(shù)，1997，（3）：33-39.

[4]李遠征.化工排污用液下泵故障分析與對策 [J].水泵技術(shù)，2002，（5）：33-35.