水泵配件柱塞强度及刚度的有限元校核

       当空心水泵配件柱塞处于吸入行程终点与压缩行程终点之间的状态时，其浸没在介质中的部分，内外压力平衡，而暴露在机体外部的部分应看作承受内压的容器。通过查询相关标准可知，内压圆筒的计算应力式为。一P(Dr+司/GCJP。一PC(D一CJP) GCJP6，一设计温度下圆筒的计算应力;Pc一计算压力;D一圆筒内径;Do一圆筒外径;6。一圆筒的有效厚度。取计算压力P=20Mpa(即注水泵的设计压力)，将其他已知参数代入公式可求得=47. 5Mpa标准要求，一设计温度下圆筒材料的许用应力;小一焊接接头系数(本设计没有焊接，取小=1)通过查询相关标准可得知，304不锈钢锻件在该设计温度下(23.3--35. 40C)许用应力，=137Mpa>。=47.5Mpa满足要。设计温度下圆筒的最大允许工作压力计算式为:1Zsef6mIrw.D十aefPw 1Zse[D。一压将已知参数代入公式可求得「P]=57.7Mpa>20Mpao满足要求。

       利用有限元软件ANSYS分析了吸入行程终点和压缩行程终点两种情况下的水泵配件柱塞受力情况，计算结果得到两种情况下水泵配件柱塞的最大应力为90. 07MPa和88. 17MPa，均小于水泵配件柱塞的许用应力137Mpa，强度可以满足工况要求。两种情况下水泵配件柱塞的轴向变形分别为0. 06mm和0. 03mm，水泵配件柱塞的垂向变形分别为0. 009和0. 008mm，垂向变形量较小，空心水泵配件柱塞的刚度也能满足工况要求，故从强度及刚度角度，该型空心水泵配件柱塞是可行的。空腔沉气量的影响由于受重力影响，水泵配件柱塞的前端少量下垂，空心水泵配件柱塞后端可能有一定量存气，沉气量与水泵配件柱塞倾斜角度及内孔表面粗糙度有关，无法量化，其将会引起容积效率降低。为了避免产生该情况，启泵时可保持泵组低频运转或手动盘车，打开出口管路上的排气阀，对泵腔与水泵配件柱塞腔体进行彻底排空后再进行常规的启泵程序。这样可以最大程度地减小空腔沉气量的影响。http://www.zblansheng.cn/