ГОСТ 32601—2022
Приложение К
(справочное)
Жесткость вала и ресурс системы подшипников
К.1 Руководство по определению индекса жесткости вала консольных насосов типов ОН2 иОНЗ
Подраздел К.1 содержит описание стандартного метода расчета индекса жесткости вала консольного насо
са. Если оговорено вдоговоре (см. 9.1.1.3), то индекс жесткости вала насоса должен быть рассчитан поставщиком
в соответствии с указаниями данного подраздела и указан в листе технических данных насоса.
Конструктивные и эксплуатационные требования к роторам консольных насосов установлены в нескольких
разделах настоящего стандарта. Данный подраздел содержит перечень этих требований, а также стандартную ме
тодику расчета индекса жесткости вала, которую можно использовать при оценке параметров жесткости, а также
при сравнении жесткости различных валов.
Для вала с двумя диаметрами: D1— диаметром под уплотнительной втулкой и D2— диаметром между под
шипниками, согласно рисунку К.1 жесткость вала обратно пропорциональна характеристике, называемой «индекс
жесткости вала», SFI или /SF, расчет которой выполняется по формуле (К.1):
lSF= L?tij + L,-L$D*,(К.1)
где Ц — вылет консоли (от центральной линии рабочего колеса, перпендикулярной его оси вращения, до перед
него опорного подшипника);
L2 — расстояние между подшипниками.
В конструкциях роторов, типичных для насосов, применяемых в нефтепереработке, с D2> D1и L2< L.,, вто
рое слагаемое в формуле (К.1) обычно дает лишь около 20 % от общего значения /SF, поэтому обычной практикой
является определение жесткости вала консольного насоса при помощи упрощенной формулы:
/SF= Ц /D l(К.2)
2
55
1— упрощенный вал; 2 — радиальная нагрузка на рабочее колесо; 3 — прогиб вала; 4 — сторона вала под рабочим колесом;
(ЦL2±
2Л
5 — опора (подшипник); 6 — консоль; а— величина прогиба пропорциональна нагрузке, с коэффициентом: 1 -1-——
Рисунок К.1 — Упрощенный ротор консольного насоса
<,D,4 °24
Упрощенный расчет /SF по формуле (К.2) широко использовался на практике для насосов для нефтепе
реработки в 1970-х и 80-х годах для сравнительного анализа жесткости роторов консольных насосов и выбора
коэффициента эксплуатационных затрат при сравнении стоимости насосов разной конструкции. Коэффициент /SF с
некоторым весом (обычно 1,2) умножали на минимальную цену насосов, предназначенных для данного примене ния.
Эта практика привела к разработке роторов с большей жесткостью, обеспечивающих большую межремонтную
наработку (MTBR), а позднее, в 1990-х годах, позволила уменьшить протечки через торцевые уплотнения вала,
особенно для летучих органических соединений (VOC). Поскольку такие сравнения выполнялись для насосов на
конкретное применение, сравнивались насосы аналогичных размеров. Следовательно, для разработки общих ре
комендаций для выбора величины ’
sf
необходимо установить общую зависимость между /SFи размером насоса.
Кронштейны подшипников консольных насосов для нефтепереработки разрабатываются сериями типораз
меров. В связи с этим вал для каждого типоразмера кронштейна конструируется на основе определенного значе ния
крутящего момента, массы рабочего колеса и радиальной нагрузки (статической и динамической), для макси-
152