[00361802]工业泵关键部件动力学特性研究及工程应用

项目属于通用机械(泵)技术领域。工业泵是工业生产流程中的核心动力源装置，其动力学特性直接影响着系统的稳定性和可靠性，尤其是随着工业泵向大型化、高速化方向发展，关键部件的可靠性和寿命指标成为了衡量各国泵技术水平的重要标志。《纲要(2006-2020年)》也明确提出要重点突破基于高可靠性的大型复杂系统和装备的设计技术，其中水资源与矿产资源、能源等几个重点领域的节能与可靠性研究都与泵装置有直接关系。中国工业泵技术水平与国外发达国家相比仍然比较落后，特别是泵系统运行效率、产品可靠性与寿命指标远低于国外平均水平。该项目通过对工业泵关键部件的结构强度、动力学特性进行系统研究，创新了关键技术，开发了具有国际先进水平的典型工业泵产品，为中国工业泵国产化奠定了理论和技术基础。项目完善了工业泵轴向力、径向力计算方法；自主创新了轴向力自动平衡方法与装置。建立了泵轴强度有限元计算模型，自主开发了泵轴类零件强度校核计算软件。提出了基于瞬态动力学分析的稳定性设计方法；创新了转子部件的在线监测技术。设计开发了“一种叶轮自身平衡轴向力的多级离心泵”、“一种高效高压卧式多级离心泵”等典型工业泵产品，效率高，运行稳定，填补国内空白，部分可直接替代进口。深井泵泵体总长和重量、生产成本分别减少1/3左右。往复泵运行工况柱塞力超过原设计能力的10%-15%，机组效率提高13%以上。矿用泵可连续运行2000小时以上，平均效率比标准规定值高5%-10%。高压多级泵能耗低于进口设备，价格只有同类进口产品的2/3。研究成果已被上海凯泉泵业(集团)有限公司、南京蓝深制泵集团有限公司等20余家企业广泛应用于高速磁力泵、矿用泵、深井离心泵、往复泵、高压多级泵等产品生产中。据12家企业统计，近三年累计新增产值8.2582亿元、利润1.2379亿元、税收5748万元，创收外汇1872.55万美元，节支2443万元，取得了显著的经济效益和社会效益。自主开发的强度计算软件大大提高了设计效率与精度，缩短了设计周期，降低了生产成本，对于解决工业泵机组扩容计算、问题泵轴的改造等具有重要意义。该项目授权发明专利8项、实用新型专利3项，申请发明专利5项，软件著作权登记2项，制定标准3部，发表学术论文50余篇，培养研究生20余名。项目成果大幅提高了中国部分工业泵产品的设计与开发能力、开发速度与质量控制水平，降低了开发成本，较好地解决了中国工业泵全寿命周期成本高、可靠性差的难题，对工业生产节能降耗、关键用泵国产化具有重要促进作用。