多级泵穿杠和中段密封凸缘宽度的强度计算

受力分析(图21-19)

图21  19 多级泵穿杠受力分析

图中:

p——工作力，是由泵内介质压力形成的力，此力力图推开密封接缝以抵抗拉紧穿杠对密封面的压力。排出盖和中段间的力p最大，用P_max表示.

P₂₀——密封力，是保证接缝密封所必要的力，工作力越大，密封力也越大、所以在排出盖和中段的接缝上P₂₀最大，用P_20max表示。

P₂——作用在密封接缝上的力。穿杠的拉紧力除掉工作力p，其余的力作用在接缝上，称为  p2。前盖和中段密封接缝，因工作力最小，所以  P₂力最大，用  P_2min表示。而排出盖和中段密封接缝，因工作力最大，所以P₂力最小，用P_2min表示。它至少应等于密封力，即P_2min=P_20max

P——穿杠作用力，应等于最大工作力和密封力之和;即

P₁=P_max ＋P_20max  

穿杠和一般联接螺栓不同之处在于穿杠在中段体外，和中段的温差很大，中段的热变形使穿杠受到附加的力只。所以考虑温差时，穿杠上受的力为

P_1max=P_max＋P_20max ＋P_r

穿杠强度计算和一般泵体连接螺栓计算为方法相同。

带中间盖的节段式多级泵，能改善盖螺栓和凸缘的受力情况(图21-20)。

图21--20 带中间盖的多级泵穿杠受力分析

计算步骤

（1）初步确定穿杠直径d和密封凸缘宽度h

式中ho——中段壁厚，m;

1——穿杠工作部分长度，m;

 2——中段组长度，m;

M——垫片系数;

P——泵介质压力，Pa;

D——中段内径.m;

Z——穿杠数目;

a-一中段材料的线膨胀系数，1 /°C .

E一一材料的弹性模量，Pa;

——穿杠材料的许用应力，Pa,

——中段接缝处材料〔垫片)的许用挤压应力，Pa

碳钢:=196. 1~235. 4 MPa

铸铁:=78. 5~98. 1 MPa

合金钢:=392. 3 MPa

△t——中段和穿杠的温差，℃.在冷态启动时△t=t_介质－t_环境一10°C

在稳定工作时，按图21一21确定。

图21一21穿杠t₁、中段t₂和介质t的关系

（2）强度校核

1)计算作用力