水泵受力断裂分析

水泵受力断裂分析

 

水泵在运动时，通过叶轮旋转带动液体流动，泵内有强压力。水管、箱体、电机等各个部位同时运行受力，可能会出现水泵断裂的情况。

根据流体力学原理，当泵运行时，有压力水在管路系统中以一定的速度运动，当速度方向和大小发生变化时，对管路系统将产生动反力，产生动反力的主要管路是出水管转弯处，止回阀出口管即出水管转弯处。

根据理论力学和材料力学原理，水泵由管路系统所受各力通过管路传递到支点上，但支点承受的力将不尽相等，与泵连接的管路相当一根梁件，下料阀即各断面将受到弯矩作用，特别是当支点承力很小甚至悬空情况下，整个管路自支点向右成了一根悬臂梁，泵进出口附近将承受巨大的弯矩作用。

自吸泵断裂的位置在泵出口段，断裂面裂纹形状为倾斜方向，与水平线有夹角。根据断口位置及断口裂纹形状，并据受力分析，基本上可以断定是由于安装时，支点之间的支撑预紧力不够或没有支撑力（悬空），而在泵出水管转弯处没有设支点，致使管路成为一根准悬臂梁（悬空时为完全悬臂梁）。   

泵离支点较近，泵附近的管路断面承受的弯矩作用较大，由于泵出口段抗弯截面模量最小，当泵处于停机进，管路系统中仅有静力存在，此时泵断面能承受静力产生的弯矩，但当泵运行后一段时间，一方面将产生动反力，另一方面不断振动等外力（包括停泵时产生水击压力）因素，致使断面所受弯矩加大而产生断裂。