遠心ポンプハウジング

彼らが話しているとき遠心ポンプハウジング、多くの人はすぐに、内部にすべてを保持するシンプルな鋳鉄製のボディを思い浮かべます。実際にはもっと複雑です。現場がこの部分を過小評価し、振動やベアリングの過熱、さらにはシャフトの破損に驚かされる様子を私は何度も見てきました。特にクランクケースの素材が限界まで使用される化学環境では。 Zhejiang Yangzijiang Pump Industry LLC の生産施設では、何百もの修正がテストベンチで行われ、そのたびにポンプがどの程度「存続可能」であるかを決定するのはクランクケースです。特定の条件で。実際の負荷を考慮せずに設計されている場合、問題が発生することが予想されます。

デザイン：鋳物の背後に隠されているもの

たとえば、当社の多段ボイラーポンプを考えてみましょう。そこには深刻な圧力がかかり、クランクケースは単なるシェルではありません。すべての段階からの機械的応力を均等に分散する必要があります。そうしないと、時間の経過とともにフランジ取り付け領域に微小亀裂が発生します。以前は静圧のみを計算していましたが、実際にはウォーターハンマーと脈動によって周期的な荷重が発生し、標準の計算式では必ずしも考慮されていないことがわかっています。特定の領域の補強リブと壁の厚さを変更する必要がありました。

材料は別の話です。通常の水には SCh20 鋳鉄を使用しますが、当社が製造するプラスチック製ケミカルポンプの場合、クランクケースはグラスファイバー強化ポリプロピレンで作られた複雑な複合構造です。このようなフォームを内部ストレスなく埋めることは芸術です。熱サイクル（媒体からの加熱と冷却）中に変形が発生し、ローターが接触し始める場合がありました。鋳造と鋳物の冷却技術を変える必要がありました。

もう1つのニュアンスは、ベアリングユニットのシートです。穴を開けるのは簡単そうです。しかし、クランクケースの全長に沿ってこれらの場所の位置が数ミリの精度で確実に調整されていないと、シャフトの位置がずれて動作します。長いリニア遠心ポンプの場合は特に重要です。スタンドでは組立後に特に振れを数点測定します。場合によっては、問題は調整ではなく、クランクケース自体の設計を見直すこと、つまりキャスティング中にガイドベルトを追加することによって解決されることがあります。

熱条件と熱放散

忘れられがちなのが、遠心ポンプハウジング・ベアリングユニットのメインラジエーターでもあります。たとえば、自吸式ポンプでは、動作の最初の段階でシール内の摩擦やキャビテーションにより常に加熱が発生します。クランクケースが巨大であるにもかかわらず、空気の自然対流のためのリブやチャネルがない場合、環境が寒い場合でもベアリング領域の温度が 90 度に上昇する可能性があります。これにより潤滑剤が死んでしまいます。このような場合、洗浄が複雑にならないように、上部の外側にフィンを追加します。

水中ポンプの場合は話が異なり、汲み上げられた液体を通して熱が除去されます。しかし、ポンプが部分的に水没または「乾燥」した状態で頻繁に動作すると、クランクケースの表面部分が過熱します。排水の注文がありました。クライアントは頻繁に失敗することに苦情を言いました。クランクケースは滑らかなシリンダーであることが分かりました。長さに沿って縦方向のリブを追加しました。これにより、構造が強化され、伝熱面積が増加し、故障の数が減少しました。

磁気ポンプ (弊社でも製造しています) は一般的に興味深いものです。クランクケース内では、スリーブ内の渦流による加熱が発生します。クランクケースが普通の炭素鋼でできているとスクリーンとなって発熱してしまいます。一部のモデルでは、環境への放熱性を向上させるために、透磁率の低いステンレス鋼に変更し、磁気結合部分の壁を薄くする必要がありました。これは、何度か打ち上げが失敗した後に生まれた、自明ではない解決策です。

振動音響: 静かなポンプ - 正しいクランクケース

騒音や振動の原因はローターではなく、ハウジングの共振であることがほとんどです。特に単段渦巻きポンプのクランクケースは音響室として機能します。厳しい騒音要件があった食品工場のプロジェクトを覚えています。標準の鋳鉄製クランクケースは圧力脈動を大きく伝えました。解決策は質量を増やすことではなく、補強材の内部形状を変更することでした。非対称にし、フレームに取り付ける場所にダンピングパッドを追加しました。本に書いてあるわけではありませんが、効果はありました。

もう一つのポイントは取り付け足です。クランクケースと一緒に鋳造されます。位置や断面が間違っていると、すべての振動が基礎に伝わります。一度、ダイヤフラムポンプを一定の速度で運転すると振動が発生してボルトが緩み、装置をやり直したことがあります。足が硬すぎて振動が減衰しないことが判明しました。形状に合わせて少し柔軟性を加えたので、問題は解決しました。

可変モードで動作するポンプ (周波数調整のある給水システムなど) では、周波数スペクトル全体が重要です。クランクケースは、単一の高調波が構造の固有振動数と一致しないように「不調和」でなければなりません。これは試行法によって確認されます。 Zhejiang Yangzijiang Pumping Industry Co.,Ltd のテストベンチでは、特にさまざまなモードでポンプを実行し、振動図を取得しています。多くの場合、体に追加のブーストという形で少量の化粧品を使用すると、状況が劇的に変わります。

他のユニットとの連携: 設置とメンテナンス

クランクケースの設計によって、ポンプの整備のしやすさが決まります。たとえば、当社の多段ポンプでは、最初はクランクケースコネクタを水平にしました。しかし、ローターを交換するには、すべての吸引および圧力フィッティングを分解する必要がありました。個別のセクションを備えたモジュラー設計に切り替えました。クランクケースの製造はより困難になりましたが、フロー部品の交換にかかる時間は 3 分の 1 に短縮されました。機器を自分で修理するお客様は、これを高く評価しています。

排水と換気のための穴は小さなものですが、非常に重要です。それらが欠けている場合、または配置が不十分な場合、凝縮物または攻撃的な環境の残留物がクランクケースのキャビティ内に蓄積します。ケミカルポンプにとってこれは死です。私たちは常に排水継手を最下位に配置し、逆に換気継手を上部に配置し、プラグまたは蒸気除去チューブ用のネジを付けます。これは、顧客がクランクケース内のシャフトの腐食でひどい経験をした後、標準になりました。

ベースプレーン。それは初歩的なことのように思われるでしょう。しかし、クランクケースをキャストするときに「リード」するとしたら? （これは鋳造品の冷却が不均一な場合に起こります）その場合、ポンプはフレーム上で曲がって立っており、シャフトにかかる負荷は不均一になります。生産では、加工を開始する前に、この平面をインジケータ付きの特別なプレート上でチェックします。偏差が許容値より大きい場合は拒否されます。後でベアリングの故障による保証請求に対処するよりも、鋳物を紛失する方が良いでしょう。

素材と特定のメディア

標準状態 - 鋳鉄の場合、質問はありません。ただし、海水や塩化物を含む環境では、AISI 304 ステンレス鋼でも適さない場合があります。それから作られたクランクケースは、特にシール領域とガスケットの下に隙間腐食が発生し始めます。このような場合には、二相鋼製または内部ライニング付きのクランクケースをご用意しています。ただし、ここで理解することが重要です。コーティング（フッ素樹脂ライニングなど）は永久に持続するわけではありません。熱サイクルにより剥がれる場合があります。場合によっては、クランクケース全体を高価な合金で作成する方が信頼性が高い場合がありますが、これは特定の重要な用途向けです。

ケミカルポンプ用プラスチッククランクケースは当社の別ラインです。ポリプロピレン、PVDF。主な問題は、ポンプが屋外にある場合、荷重下での材料のクリープと紫外線放射です。クランクケースは時間の経過とともにわずかに変形し、アライメントが崩れる場合があります。したがって、このような構造では、常により強力な補強材を設置し、特に長期間非アクティブな場合や高温環境で作業した後は、ギャップを定期的にチェックすることをお勧めします。

興味深い経験は、研磨性懸濁液 (スラッジなど) を送り出すポンプ用のクランクケースに関するものでした。流れがインペラを通過するため、内側からの摩耗は最小限でした。しかし、不均一な流れと粒子の衝突による振動により、ベアリングアセンブリのボリュートからチャンバーまでの移行ゾーンに疲労亀裂が発生しました。鋳造構成を変更し、鋭い角の代わりに滑らかな移行を追加することで、これらの場所を強化しました。これによりリソースが大幅に増加しました。

最終的な考察: システムとしてのクランクケース

それで、遠心ポンプハウジング- これはシェルではなく、本格的なサポートおよび機能システムです。その設計は常に、強度、重量、熱放散、製造性、コストの間の妥協点を考慮して行われます。 Zhejiang Yangzijiang Pumping Industry Co., Ltd. では、標準設計をコピーすることから、それを顧客の実際の状況に深く適合させることに取り組んできました。だからこそ、研究開発からテストに至るまで、当社の 8 つの生産ラインは、このような一見単純な細部に細心の注意を払っています。なぜなら、ポンプが必要な年数にわたって機能するか、それとも最も不適切な瞬間に故障するかは、ポンプに依存するからです。そして、この経験は教科書で買うことはできません。それは、数十、さらには数百の完了したプロジェクトを通じて得られ、失敗を分析することによっても同様に重要です。