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摘 要：根据田市站4台36ZLB-100（900ZLB-100）轴流泵运行现状及存在的问题，从生产性试验入手，对轴流泵叶片各关键工艺进行技术改造。本文全面介绍了36ZLB-100（900ZLB-100）轴流泵叶片工艺现状、改造方法及取得的经济效益。
关键词：轴流泵 叶片 技术改造
田市泵站是交口抽渭灌溉系统二级站，1970年建成，现共安装8台轴流泵机组。设计灌溉面积85.62万亩，本级灌溉面积17.76万亩。其中4台36ZLB-100型轴流泵机组，配套JSL14-10型200kW电动机,转速495r/min,4台56ZLB-85轴流泵，配套TL500-16/1730型500kW电动机。设计流量32.4 m3/s，设计扬程6.15m。总装机功率2800kW。
由于设计施工的局限及长期超负荷运行，加之水源污染较严重，水中漂浮物多，特别是36ZLB-100（900ZLB-100）型轴流泵叶片经常在叶片根部断面发生断裂损坏，有时开机仅5个小时叶片就损坏，需立即进行抢修，给正常的农业灌溉供水造成很大影响。针对叶片频繁损坏的问题，我们在认真分析、查找原因的基础上对其中的1#轴流泵叶片关键工艺进行了技术改造。改造两年多来1#机组运行平稳，再无出现叶片断裂损坏的情况。在对1#机组解体检修时发现叶片性能良好。本文对主要技术改造措施总结如下。
1 、造成叶片断裂的主要原因
针对该泵的叶片工艺现状进行分析探讨认为：
1. 1叶片材质的机械性能未达标。叶片材质一般采用QT500-7牌号球磨铸铁，该材质有较好的抗拉强度及韧性。但在具体的铸造生产过程中影响其化学元素组成的因素较多，所以影响到叶片的材质存在不稳定性。
1. 2该泵叶片的装配固定操作简单，但经长时间的运行震动后容易出现个别锁母松动或叶片定位销轴脱出，导致个别叶片松动，从而影响泵轴体的原有平衡，致使叶片受力不均，容易造成事故。
1.3水源沿途村庄、道路较多，带来水中杂质物多，流进轴流泵机组的较硬杂质物势必首先会给叶片带来额外受力负荷。
1.4由于渭河来水水质原因，轴流泵叶片、轮毂等零件气蚀磨损严重，影响到叶片的机械性能，严重时影响泵轴体的原有动平衡。
1.5根据以往叶片断裂面多为直面，现对叶片轴端强度进行校核。校核计算如下：
原轮毂部件图
轴流泵主轴传递的力偶矩：
mn＝9549×p／n＝9549×200／495＝3858（N.m），
因mn＝PR，有P＝mn／R，易知R=114mm，
得叶片根部受力 P＝3858／0.114＝33.85kN。
叶片根部断裂其主要受剪切力作用，叶片根部所受的剪切力为：τ= p／πr2＝33.85×103／π（23×10-3）2＝20.4Mpa。
查表取QT500-7牌号球磨铸铁的剪切许用应力［τ］＝30Mpa。20.4 Mpa＜［τ］＝30Mpa
知：叶片实际所受剪切力小于许用剪切力，叶片轴端直径φ46是可以满足要求的。但是为何叶片时有断裂的事故发生，从以上探讨分析的4点原因可知，叶片的实际受力一定是加大的或叶片的材质有可能是存在缺陷的。也就是说实际当中叶片由于材质原因其许用剪切力减小了或者叶片实际受力受客观原因加大了。所以我们在考虑选取叶片轴径大小时应给予充分较大的安全系数。结合该轴流泵轮毂部件实际，笔者选取了φ68的尺寸。并进行了其他改造，如下图所示：
2 、技术改造
针对以上分析计算的原设计、装配中的缺陷原因，我们进行了如下技术改造：
2. 1将原叶片轴头直径φ50mm，改进后增加到φ70mm，以增大其承受剪切及扭矩的能力，同时配套加大轮毂上装配叶片处的孔径尺寸到φ70mm；
2. 2为防止叶片定位销松动脱出，在轴头螺母后方采用加直径φ300 mm ，厚3 mm的止退垫，并相应加长定位销尺寸；
2. 3对原连接的单螺母进行更换，改进为并列双螺母，并增加防松脱锁片；
2.4对轮毂与叶片配合处的尺寸公差配合在加工时提出严格要求。
3、改造效果
自2007年6月对36ZLB-100轴流泵1#机组改造结束投入运行至今，机组运行状况稳定良好，叶片未发生松动断裂现象。经过两年多的运行情况看来，该泵能满足安全使用运行要求，
3.1直接效益。改进一组轴流泵叶片投入成本1500元，改造前36ZLB-100轴流泵叶片每年断裂2~3次，叶片单价为1436元/片，每组3片，每台轴流泵光购买叶片仅此一项便可年节约8616~12924元，经济效果显著。
3.2综合效益。大大降低运行成本和维修费用，减轻了职工劳动强度，提高了灌溉供水安全性，更重要的是解决了这个长期困绕着该站的疑难问题，综合效益极佳。
鉴于改造后的良好效果，计划对该站其余的三台36ZLB-100轴流泵叶片陆续进行改造。 |
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