1.一种考虑运行环境和运行稳定性的多级离心泵转子部件结构设计方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)结构初步设计:根据多级离心泵技术要求,初步设计多级离心泵的结构;
(2)外界环境载荷的确定;根据多级离心泵工作环境的实际考察,通过合理分析,实验测量,查询过往资料等有效手段确定外界的环境载荷;
(3)转子内部非定常流动载荷的确立:根据初步设计的所述多级泵的结构及多级离心泵安装固定方案,利用有限元软件建立所述多级离心泵转子部件的有限元模型并且对多级离心泵流体域进行计算流体力学建模;
(4)结构静态分析:根据多级离心泵的结构设计,确定多级离心泵在当地运行情况下的载荷,包括重力载荷、多级离心泵周围环境诱使多级离心泵振动的载荷、正常运行载荷;将液体对叶轮叶片的压力施加到叶轮上,以运行环境造成的载荷、液体非定常流动对叶轮的载荷、所述多级泵的材料属性作为输入条件,通过有限元软件对多级离心泵进行预应力分析,得到预应力以及在预应力下的相应转子变形;
(5)模型“湿”转子临界速度:通过ANSYS有限元软件,计算得出多级离心泵相应振型图的固有频率以及转子系统在预应力下的非线性变形;同时,通过绘制出坎贝尔图,来确定“湿”转子临界转速;
(6)根据多级离心泵转子部件的相对变形量,重新设计多级离心泵转子部件的结构;静止状态下考虑当地环境载荷和重力载荷造成的变形,运行状态下还要考虑非定常流动造成的变形,确定转子变形量的上限和下限;依据该变形量对口环间隙、轴承间隙等间隙进行随形设计;对于转子,则依据多元共同作用下的变形量随形加工;
(7)对改进后的结构进行三维建模,并重复(3)-(6)的过程,并对比验证改进后离心泵性能。
2.根据权利要求1所述的离心泵转子部件的优化方法,其特征在于:所述步骤(3)中所建立的有限元模型为三维模型。
3.根据权利要求2所述的离心泵转子部件的优化方法,其特征在于,所述步骤(4)中当地运行情况下的载荷包括重力载荷,周围环境诱使多级离心泵振动的载荷、正常运行时非定常流动造成的载荷。