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ポンプシャフトの破損を引き起こすいくつかの一般的な要因

Jun 01, 2025

多くのポンプユーザーは、シャフトが壊れたときにシャフト材料の選択を誤って非難し、より強いシャフトが必要だと信じています。しかし、この「より強く、より良い」パスを選択すると、根本原因ではなく症状のみを治療することがよくあります。シャフト障害の問題の頻度は低い場合がありますが、根本原因は依然として存在します。
ポンプシャフトのごく一部は、マトリックス材料の検出されない毛穴、不適切なアニーリング、および\/またはその他の処理など、冶金および製造プロセスの問題により故障する可能性があります。一部の障害は不適切なシャフトの機械加工によって引き起こされますが、トルク、疲労、腐食に耐えるための設計マージンが不十分なため、小さい部分が失敗します。
メーカーまたはユーザーの場合、別の要因は、カンチレバーポンプのシャフト柔軟性システムISF=L3\/D4です。
これは、ポンプが設計ポイント(最適効率ポイントまたはBEP)から逸脱すると、radial骨の力によりシャフトがどれだけ偏向(曲がる)を表します。その中で、Dは機械シールシャフトスリーブ(mm)のシャフト直径に等しく、Lはインペラアウトレットの中心線と放射状ベアリング(mm)の間のスパンです。
1. BEPから離れて作業:ポンプBEPの許容範囲外で動作することは、シャフト障害の最も一般的な原因である可能性があります。 BEPから離れて作業すると、不均衡な放射状の力が生成されます。半径方向の力によるシャフトのたわみは、2回の回転ごとに曲げ力を生成します。たとえば、3550 rpmで回転するシャフトは1分あたり7100回曲がります。このタイプの曲げダイナミクスは、軸方向の引張曲げ疲労をもたらす可能性があります。たわみの振幅(ひずみ)が十分に低い場合、ほとんどのシャフトは複数のサイクルを処理できます。

2。軸曲げ:軸曲げの問題は、前述の軸たびきと同じ論理に従います。高標準\/仕様シャフトストレートを備えたメーカーからポンプと予備のシャフトを購入します。デューデリジェンスは賢明です。ポンプシャフトの許容値のほとんどは、0。0 254mmから0.0508mmの範囲内にあり、測定値は合計インジケーター読み取り(TIR)です。
3。不均衡なインペラまたはローター:インペラが不均衡な場合、ポンプは動作中に「シャフトの動き」を経験します。その衝撃は、ポンプが停止し、ポンプシャフトがチェックされていても、シャフトの曲げや偏向の結果と同じですが、ポンプシャフトはまっすぐになります。インペラーのバランスは、低速ポンプと高速ポンプの両方にとって等しく重要であると言えます。特定の時間範囲内の曲げサイクルの数は減少しますが、変位の振幅(ひずみのため)は、より高い速度係数と同じ範囲内に残ります。
4。流体特性:通常、流体特性に関連する問題には、(より低い)粘度を持つ流体のポンプの設計が含まれますが、より高い粘度に耐えることができます。例は、95 Fで4番燃料をポンプでポンプでポンプでポンプし、35 Fで燃料をポンピングするために使用できるポンプを選択して設計する単純な場合があります(約235セントポイズの差)。比例の増加は、同様の問題につながります。また、腐食はシャフト材料の疲労強度を大幅に減らすことに注意してください。これらの環境では、耐食性が高いシャフトが良い選択です。
5。トランスミッション:トルクと速度は反比例します。ポンプが減速すると、シャフトトルクが増加します。たとえば、速度875 rpmの100 hpポンプには、1750 rpmの速度の100hpポンプとしてトルクの2倍が必要です。シャフト全体の最大ブレーキ馬力(BHP)制限に加えて、ユーザーはポンプアプリケーションの100 rpm制限ごとに許容BHPも確認する必要があります。
6.誤用:メーカーのガイドラインを無視すると、シャフトの問題が発生します。ポンプが電気モーターやタービンではなくエンジンによって駆動されている場合、断続的なトルクと連続トルクのために、多くのポンプシャフトの力率が減少します。ポンプが(ベルト\/プーリーやチェーン\/スプロケットドライブなど、直接駆動されない場合(カップリング)、シャフトが大幅に低下する場合があります。多くのセルフプライミングゴミポンプとスラリーポンプは、ベルト駆動剤として設計されているため、ほとんど問題はありません。 ANSI B73.1の仕様に従って製造されたポンプは、ベルト駆動型になるようには設計されていません(ジャックシャフトを使用しない限り)。 ANSIポンプはベルトまたはエンジン駆動型ですが、最大許容馬力は大幅に減少します。多くのポンプメーカーは、根本原因を修正できない場合に症状に対処できるオプションのアクセサリーとして、頑丈なシャフトを提供しています。
7。不整合:ポンプとドライバーの間の不整合は、わずかな不整合でさえ、曲げ瞬間を引き起こす可能性があります。通常、この問題は、シャフトが骨折する前の耐障害として現れます。
8。振動:不整合と不均衡に加えて、他の問題(キャビテーション、通過する刃の周波数、臨界速度、高調波など)によって引き起こされる振動も、シャフトにストレスを引き起こす可能性があります。
9.間違ったアセンブリ:別の理由は、インペラとカップリングの誤った設置です(誤ったアセンブリとクリアランス、きつすぎるか緩すぎるかにかかわらず)。誤ったフィット感は摩耗や裂け目につながる可能性があります。わずかな摩耗は疲労損傷につながります。キーやキーウェイの不適切なインストールもこの問題を引き起こす可能性があります。
10。間違った速度:インペラの慣性とベルトドライブの(円周)速度制限によると、最大ポンプ速度があります(たとえば、ANSIポンプの最大ベルト速度は1分あたり6500フィートであることが一般的に合意されています)。さらに、トルクの問題の増加に加えて、ロマックス効果の損失など、低速操作にも注意を払う必要があります。