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机械设计论文：海底泥浆举升泵样机开发与研究(1)
来源：985论文网 添加时间：2020-07-20 11:07
摘 要
本课题的研究工作结合国家重大专项课题“深水油气田开发钻完井工程配套技术”之子课题“海底泥浆举升钻井技术研究”，开发完善海底泥浆举升泵样机系列及试验研究。首先研究圆盘泵设计方法，实现圆盘泵参数优化设计；结合已有关于圆盘泵系列化的设计及相关的仿真计算结果，对样机进行制造，利用圆盘泵实验台完成对系列圆盘泵的试验研究，对比泵性能试验结果和仿真结果，确定最优化泵的选型；结合控制原理，研究泵调速模型，实现智能调速。主要研究内容如下：
(1) 简述海底泥浆举升钻井原理和具体工程应用，以及海底泥浆举升钻井所需关键设备，论证海底泥浆举升钻井系统总体实现分为串联和并联两种方案，同时确定海底泥浆泵优选方案和返回管线方案，最终确定出满足水深500m和1500m系统配置方案。
(2) 针对系统配置方案，进行海底泥浆举升圆盘泵结构设计与强度校核，并进行虚拟样机的建模与仿真模拟，基于流固耦合理论进行圆盘泵的流场分析以及结构强度与模态分析。
(3) 寻找一种能表达举升泵变速性能的函数关系式以便随时准确地确定举升泵调节所需要的转速；调研国内外智能泵的发展趋势，确定目前泵智能调速方法；研究变频调速技术在水泵方面的应用，基于Matlab仿真软件模拟泵调速过程，确定泵智能调速控制策略。
(4) 根据具体实验操作流程，对圆盘泵样机进行实验，一部分是样机设计水力性能保证的实验，验证其设计水力参数；另一部分是举升泵样机转速变化时的性能研究：包括泵送清水、泥浆两种介质时样机的变速性能、恒压力工作性能。
关键词：海底泥浆；举升泵；样机开发；流固耦合分析；控制系统设计；
目录
摘 要 ii
Abstract ii
目录 iv
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.1.1 课题背景 1
1.1.2 研究意义 2
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 国外研究现状 2
1.2.2 国内研究现状 4
1.3 本文研究内容及方法 5
2 海底泥浆举升圆盘泵设计 7
2.1 圆盘泵样机设计方案及设计参数 7
2.2 圆盘泵主要设计参数的确定 7
2.3 圆盘泵叶轮结构设计 9
2.4 圆盘泵蜗壳结构设计与强度校核 10
2.5 压盖强度计算 11
2.6 端盖法兰厚度计算 12
2.7 泵轴设计 13
2.8 本章小结 15
3 海底泥浆举升圆盘泵样机建模与仿真 16
3.1 流固耦合分析理论基础 16
3.2 有限元模型建立及前处理 19
3.3 计算结果分析 22
3.3.1 圆盘泵流场模拟结果分析 22
3.3.2 叶轮结构流固耦合仿真计算 23
3.3.3 泵轴模态分析 25
3.4 本章小结 26
4 海底泥浆举升圆盘泵控制系统设计及策略研究 27
4.1 举升圆盘泵变速控制原理及具体实现 27
4.2 SPWM交流调速系统的Simulink建模与仿真分析 30
4.3 整机控制系统策略研究 39
4.4 本章小结 51
5 海底泥浆举升圆盘泵实验研究 52
5.1 实验概述 52
5.2 SMD试验装置研究 52
5.3 样机设计水力性能保证的实验 62
5.4 转速变化时叶片圆盘泵性能特性研究 65
5.5举升圆盘泵变速数学模型拟合 71
5.6本章小结 74
6 总结及展望 75
6.1 总结 75
6.2 展望 75
参考文献 77
致 谢 80
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 课题背景
海洋深水区蕴藏着丰富的石油和天然气资源。为了响应不断增长的能源需求，不同国家的海洋石油和天然气开发正在逐步向深水地区发展。代表着不同国家海洋勘探与开发机会的深水钻井技术已成为不同国家海洋油气发展的关键。随着水深的增加，海上钻井条件更加恶劣，容易发生井控，钻探监控，设备可靠性，泥浆技术，环境保护和浅水（瓦斯）流动等问题。使钻孔更难到达。传统的立管方案受水深的限制。在深水区进行钻井时，立管和泥浆柱的重量是对海底层的沉重测试，对钻井平台和设备的要求也更加严格。上述因素限制了传统的尾随钻探方案的深度。水的应用。
海底泥浆提升泵是海底泥浆钻探技术中最重要的设备之一。钻探操作安装在海床上，以完成海床上的泥浆提升和海底井的压力控制。海底泥浆举升钻井需要具有宽流量范围的海底泥浆举升泵以维持海底泵的入口压力，即，如果钻孔中的环空压力开始上升，则海底泵必须在大电流下运行以维持入口压力。预设值。如果井眼环空压力下降，则必须降低海底泵的流量，以将入口压力保持在预定值。此外，在这种恒定的环空压力运行模式下，需要对海底泵进行流量控制，以确保泵头的变化不大，也就是说，在不同的流量下，泵头必须遵守将泥浆从泵中提起的要求。海底到海面。 。这种恒定工作压力模式是通过控制海底泵的速度来实现的。因此，有必要研究提升泵的速度变化对提升泵特性的影响。叶片泵作为具有特殊叶轮结构的特殊离心泵，由于其平缓的性能曲线，良好的不堵塞性能和较低的叶轮磨损而被广泛应用于海底泥浆举升钻井技术中。叶片之间有一个无叶区域，其工作原理与普通离心泵不同。尚未发现有关转换性能的相关研究。本文对自行设计的盘式磁盘泵原型进行了变速性能测试，并将变速测试的结果与比例律的计算结果进行了比较。
国外使用最广泛的深水钻井解决方案是雪佛龙公司的SMD技术和AGR公司的RMR技术。其中，SMD于2001年底成功地在墨西哥湾进行了现场测试，并开始了工业应用。 RMR已成功地将墨西哥湾，萨哈林岛和马来西亚水域商业化，并解决了许多深水钻井问题。困难和良好的经济回报。潜水艇提升泵模块是SMD和RMR深水钻井技术的最重要设备之一。
近年来，随着中国国民经济的持续快速发展和全球能源需求的增加以及陆上和浅海地区油气勘探的难度，深水逐渐成为油气勘探的热点。南中国海的石油储量约为2至300亿吨，约占中国石油总储量的三分之一。它被称为第二个“波斯湾”。然而，在这种情况下，中国在南海的油气资源开发要比在南海的油气资源开发困难得多。一方面，南海深水区特殊的自然环境和复杂的油气储藏条件决定了深水油气勘探开发的高投入，高产，高技术和高风险特征。加油站。发展。另一方面，深水钻井技术的巨大差距是中国深水油气田发展的最大挑战。为了实现中国深水钻井的跨越式发展，有必要借鉴国外最新的先进深水钻井技术。
1.1.2 研究意义
在中国，特种泵的技术水平与其他国家仍有很大差距。盘式泵，例如在许多重要领域中使用的泵，具有重大的科学和经济利益。
海底泥浆盘泵模块是最重要的双梯度钻井技术设备之一。近年来，它在中国的研究和开发相对较快，并已在许多领域逐步推广。但是，由于发展较晚，历史相对较短，尚未形成。理论和设计方法很成熟，因此没有对碟式泵的标准序列化进行研究，尤其是对碟式泵的不同公式进行推导，也没有相关的信息可循。结合“海底泥浆举升钻井技术”研究项目，对海底泥浆的应用技术进行研究。水下泥浆举升钻井泵在工作环境下进行了系列调查和研究，以设计圆盘泵电机部分。盘式泵在中国的技术应用可以在一定程度上促进中国双梯度钻机的发展。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
碟片泵的概念最早由American Sargent于1850年提出。在这一阶段推广的叶片碟片泵是由美国人Max I. Gurth在1980年代发明的，分为两代：一个是光滑碟片（无）。刀片）设计（图1-1）;另一种是专为高扬程（带叶片）设计的（图1-2），叶片圆盘泵比光滑圆盘泵更适合输送包含固体颗粒和凝块悬浮液的介质，以及具有严重空化和大脉动冲击的粘度。流动性不高的场合。 2012年，Charles David Gilliam和Baton Rouge发明了一种碟式泵的专利（图1-3）。碟片泵的前盖和后盖上有凹坑或38（如图1-5所示）或碟片盖。凸起42、48的后半部分可以产生厚的边界层，以提高效率。
图1-7 RMR钻井系统中海底泵模块
1.2.2 国内研究现状
为了实现泥浆提升和提高提升泵效率，设计并优化了各种不同类型的叶片盘式泵的结构。对叶片盘泵原型进行了机械加工，并验证了室内泵性能测试。文献[9]是对第二代叶片盘泵的设计进行改进，提出了一种圆盘泵，取得了较好的效果。文献[10]对于碟式泵具有较低的升程和较低的效率。在这种情况下，设计了锥形盘式泵来提高盘式泵的性能。文献[11]对盘式泵的固液两相流介质进行了详细的流场数值模拟分析。文献[12-13]分析了叶片泵的无叶圆盘和叶区的流场，研究了多相流介质的圆盘泵的性能。文献[14]对叶片盘泵原型的变速性能进行了不同速度的叶片圆周。盘式泵性能测试；文献[15]采用相似的理论对碟式泵进行串行设计，并获得了碟式泵的频谱。
在上述研究的基础上，中国石油大学船舶油气设备与安全技术研究中心设计开发了一系列碟式泵。图1-8显示了可以输送多相流介质的卧式开放式多级泵，图1-9显示了无阻塞的不连续叶片泵叶轮，图1-10显示了开放的不连续叶片泵。
图1-8 一种可输送多相流介质的水平中开式多级泵
图1-9 一种无堵塞的不连续叶片泵叶轮
图 1-10 一种开式不连续叶片泵
此外，国内其他教授学者也对碟片泵进行了理论研究和具体设计工作。在理论分析上，王少平进行了正交试验设计分析，以获取盘式泵的最大压力上升，确定了盘式叶轮的结构参数，并为其设计和开发提供参考。改进了碟式泵的叶轮，在原有碟片的基础上增加了多个径向叶片，并对碟形泵在固液和气液中的数值模拟进行了分析，进行两相流；王文文在超低速范围内，对碟盘式叶轮泵进行了测试和介绍，介绍了多套盘式泵叶轮叶轮，并与超低比转速盘式泵进行了比较，分析了造成这种差异的原因。1990年代，河北省机械科学研究院张爱西在借鉴国外研究成果的基础上，运用相似性理论和分析方法设计了MP型盘式摩擦泵。 2005年，成都协图泵业有限公司陈慈昌本实用新型涉及一种盘式泵，其特征在于，压力水室为环形，环形压力水室的轴线与叶轮的轴线在同一直线上。2016年，刘庆泉发明了一种在泵体内带有静态隔板的圆形，其主要优点盘式泵，大流量，高压，高效率。
家用盘式泵的制造商很多，其中河北省泊头市艾克泵业有限公司生产的YBP系列盘式泵在中国更为主流。该系列泵的型号主要包括YPB50-40-200，YPB80-65-230，YPB100-80-300，YPB150-100-300等。其主要技术特征：高粘度（3×105 cp），高浓度（固体含量为80％，粒径最大为200mm），高气体含量（高达80％）以及油，水，气，砂，纤维，相混合材料等；具有运行稳定，无堵塞，过流件磨损小，使用寿命长，维护方便的优点。但是，由于家用盘式泵的发展较晚，因此标准不统一，需要进一步研究。
1.3 本文研究内容及方法
该项目的研究工作与“深水油气田开发钻井完井工程”子项目“深水油气田钻井完井工程技术研究”相结合。以开发和改进海底泥浆提升泵的原型。首先，设计了碟泵的设计方法，设计了碟泵的原型；研究了起重系统的关键设备，确定了系统配置方案。进行了海底泥浆举升钻井系统的建设，研究了常用钻井条件的模拟技术，确定了具体的试验操作过程和原型性能试验。寻找表达提升泵换档性能的函数关系，以研究变频调速技术在泵中的应用。
主要研究内容如下：
调研国内外双梯度钻井技术以及圆盘泵的实际应用，结合国内相关技术的发展，设计研究满足500m水深工况环境下的圆盘泵样机模型，并进行相应的计算和强度校核，确定最终模型尺寸。
(1) 简述海底泥浆举升钻井原理和具体工程应用，以及海底泥浆举升钻井所需关键设备，论证海底泥浆举升钻井系统总体实现分为串联和并联两种方案，同时确定海底泥浆泵优选方案和返回管线方案，最终确定出满足水深500m和1500m系统配置方案。
(2) 针对系统配置方案，进行海底泥浆举升圆盘泵结构设计与强度校核，并进行虚拟样机的建模与仿真模拟，基于流固耦合理论进行圆盘泵的流场分析以及结构强度与模态分析。
(3) 寻找一种能表达举升泵变速性能的函数关系式以便随时准确地确定举升泵调节所需要的转速；调研国内外智能泵的发展趋势，确定目前泵智能调速方法；研究变频调速技术在水泵方面的应用，基于Matlab仿真软件模拟泵调速过程，确定泵智能调速控制策略。
(4) 结合实验室已有设备进行海底泥浆举升钻井系统的搭建并进行调试，利用构建调试好的SMD试验系统，研究系统启动、正常钻进、接单根、井涌、井漏等几种常见钻井工况的模拟技术，确定出具体的试验操作流程。根据具体实验操作流程，对圆盘泵样机进行实验，一部分是样机设计水力性能保证的实验，验证其设计水力参数；另一部分是举升泵样机转速变化时的性能研究：包括泵送清水、泥浆两种介质时样机的变速性能、恒压力工作性能。
2 海底泥浆举升圆盘泵设计
盘式泵的结构与常规盘式泵的结构相似。主要区别在于叶轮的结构。盘泵叶轮由通过螺栓彼此间隔开的多个相互平行的盘形成。圆盘的表面加工有多个径向方向。叶轮。盘式泵主要利用液体的内摩擦原理，边界层效应和部分离心力来实现能量转换，从而达到输送流体的目的。本章主要介绍了海底泥浆提升盘泵的原型设计和制造。
2.1 圆盘泵样机设计方案及设计参数
原型设计的目标是满足水深500 m的海底泥浆提升能力和泵组的海底工作环境的要求。根据水力计算，使用了两个具有500 m水深性能的泵。单泵的额定工作参数为：泵排量为240（m3 / h），扬程泵扬程为120（m）。
叶片盘泵属于盘泵。与传统的盘式泵相比，主要区别在于叶轮和蜗壳的结构。影响盘式泵性能的主要因素还包括叶轮和蜗壳的形式。叶片盘泵的设计主要包括叶轮水力设计，叶轮结构强度计算，蜗壳选择和强度计算，轴和转子模态分析以及其他构件强度计算。目前，我国对叶片盘式泵的研究很少，相关数据也不多。另外，目前没有用于盘式泵的设计方法。主要部件（例如叶轮，蜗壳等）的开发主要与有限元软件仿真方法相结合。其他部分的设计计算主要参照同类型的碟泵标准。
2.2 圆盘泵主要设计参数的确定
（1） 转速
在给定的设计条件下，特定的转数会对泵的磨损产生重大影响。比转速越高，流量越高，泵的磨损速度越快。根据另一项研究，材料的磨损率和两相流的流速近似为平方，因此应仔细选择特定的转数。对于重型重型泵的特定转数，运行条件越差，泵的特定转数越低。对于特定的过程条件，通常会给出流量和扬程，并将转数的选择转换为速度的选择。转速的确定主要从以下五个方面考虑：
①速度与转数有关，特定的转数与效率有关；
②旋转速度与磨损问题密切相关；
③提高速度有利于减轻泵的重量和体积；
④速度的选择受空化条件的限制；
⑤速的选择还与所使用的动力单元有关。
叶片盘泵的特点是磨损相对较小。由于叶片盘泵的抗气蚀性能相对较好，在工作环境（水深500m，海底泵的入口压力超过5MPa）的情况下，没有气蚀的可能性。泵的转速范围不受气蚀的影响，在相同扬程的情况下，转速的增加会增大叶轮的外径，并且叶轮的轮阻力与转子外径的平方成正比。叶轮。因此，考虑到上述因素，泵的额定转速最初设置为水深500 m，2900 rpm。
（2）泵的吸入口直径
泵的吸入直径由合理的入口流速决定。泵的入口流速通常约为3 m / s。从制造经济性的观点出发，将大型泵的流量增大以减小泵的体积并提高过电流能力。从改善抗气蚀性能的观点出发，应采用较大的入口直径以减小流速。从满足固液两相输送性能的观点来看，泵入口处的流量应大于固相沉淀流量。如果吸入口流速太低，则输送的固体颗粒会沉积在入口管段中，因此，固液两相输送泵通常根据极限沉降速度来确定吸入口的直径。
当管道直径小于200mm时，最终沉降速度通常由Dulad计算得出，公式为：
(2-1)
式中，Vl-极限降水率，m / s； D-管道直径，m； S-固体的比重；Fl-与固体颗粒的直径和浓度有关的系数，其值在图2-2-1中进行检查。在图中，F1是对数坐标。
图2-2-1 fL曲线
根据以上公式，可以计算出该值。考虑到泵可能在小于额定流量的流量区域内运行，因此实际进口流量会变小，并且进口管直径通常会小于计算值。
根据《 GBT9113.2-2000凹凸法兰标准》取标准值确定泵进口法兰的内径。
此处的泵入口直径为125mm。
（3）泵的排出口直径
泵的出口直径是指泵排出口处管子的内径。对于高扬程泵，为了减小泵的体积和排出管的直径，通常采用排出直径 从确保提升系统正常运行的角度出发，泵出口垂直输送管中的流体速度必须大于颗粒的沉降速度。正确的传输速率取决于固体的沉淀特性，即固体的粒径和密度。垂直管固体颗粒沉降速度
(2-2)
式中， 为岩屑粒径，m； 为钻井液密度kg/m3； 为岩屑重度，kg/m3；g为重力加速度，m/s2；c为颗粒形状系数，圆球c=0.5；圆片 c=0.6～0.82；不规则的或扁平状c=2.1。
根据“ GBT9113.2-2000凹凸法兰标准”取标准值，确定泵出口法兰的内径，此处出口直径为100mm。
2.3 圆盘泵叶轮结构设计
（1）叶轮水力设计
1）叶片圆盘泵叶轮外径D2水力计算
叶片盘泵的显着特点是叶轮中没有叶片区域，叶片区域中的能量流入无叶片区域，从而将较大的角惯性传递给无叶片区域中的流体，然后流出叶轮以涡流的方式一起旋转。扬程是在叶轮的作用下产生的，适用于所有离心机的理论扬程方程（或欧拉公式）的表达式为：
（2-3）
式中， 、 分别为圆盘入口和出口液体绝对速度的圆周分量平均值， 、 分别为圆盘间隙入口和出口液体圆周切向速度。因为液流通常在入口处无旋即 =0，故式（2-3）可写为
（2-4）
叶片圆盘泵是直叶片出口角为90°，故 ，为估计圆盘半径，考虑到无叶区和有限叶片数的影响，定义扬程系数 ,并假设 ，则式(2-4)又可以写为
（2-5）
确定 ，则得
（2-6）
根据公式1-6计算得出叶轮外径并圆整为319mm。
2）叶轮盘间距
叶片盘式泵盘通常设计有较大的间隙，这有其优点和缺点。一方面，较大的间隙减少了堵塞的可能性，这使泵能够处理粘性泥浆，包含大固体颗粒的流体，对剪切敏感的流体等过程，并且即使在内部零件时也能保持效率磨损了。 。另一方面，与相同规格的盘式泵相比，设计间隙过大会降低效率。在此，叶轮盘间距主要通过允许最大的碎屑颗粒通过，即泵的无阻塞运行来确定。
3）叶片的高度
在一定的盘间距情况下，叶片的高度不仅影响泵的液压性能，而且影响叶轮内表面上固相颗粒的体积分数的分布，从而影响磨损叶片盘泵的阻力。固液两相流泵的设计通常会牺牲可靠性和可靠性。特别是，在该海底中的海底泥浆泵工作很难在深海底进行维护，因此可靠性比任何其他因素都更为重要。叶片高度的确定主要考虑叶轮表面上的颗粒浓度分布最小，即根据叶轮表面的颗粒浓度与不同的2h / S之间的关系确定最小磨损。
根据泵的相似定律，叶轮提供给流体的能量主要通过叶片传递给流体。
（2-7）
以叶片高度h代替线性尺寸L，以有用功率系数 代替 则得
（2-8）
叶片盘泵原型的主要水力设计参数和某些叶轮的水力结构参数如表2-3-1所示。
表2-3-1 叶片圆盘泵结构参数
水深
（m） 转速
(rpm) 进口直径
（mm） 出口直径（mm） 叶轮外径（mm） 从动轮内径（mm） 叶轮盘间距（mm）
500 2900 125 100 319 128 50
2.4 圆盘泵蜗壳结构设计与强度校核
2.4.1 蜗壳结构设计
固液两相流泵增压水腔设计的关键因素是大颗粒在舌头处的通过。在达到流动和提升性能的前提下，效率是第二位。叶片盘泵由于其自身的效率而被比较。低，因此考虑到叶片盘式泵叶轮的叶片之间存在间隙，减少了固相颗粒在舌头处堵塞的可能性，并且采用了泵的效率和泵的可靠性准螺旋压力水室。
第Ⅷ断面面积计算和径向宽度的确定按下式求得：
FⅧ=
(2-9)
式中
(2-10)
V3f ——浆体在压水室内的流速；Cv ——固相浓度（%）；ds ——固相平局颗粒直径；Ss ——固相比重；Q ——泵的流量。
按上式求得FⅧ的数值后，取R=（0.25-0.4）b3，D3=（1.02-1.08）D2即可求得第Ⅷ断面的直径。
其中b3= b2+S1+S2+δ1+δ2 D2 ——叶轮外径；S1，S2 ——分别是叶轮前后盘厚度；δ1，δ2 ——是叶轮前后盘和压水室之间的轴向间隙。
其它7个断面径向宽度Xi的求法如下：
X1=δ-0.5(D3-D2) ΔX=(X8-X1)/7
Xi= X1+(i-1) ΔX (i=1,2…7)
图2-4-1是设计的500m水深样机准螺旋压水室木模图。
图2-4-1准螺旋压水室木模图
2.4.2 蜗壳结构强度校核
因涡壳几何形状复杂，且受力不均，故难于精确计算。下式可以用来估算壁厚
（cm） (2-11)
其中，H泵的扬程(m)；Q泵流量（m3/s）；sd为当量壁厚， 许用应力（Pa），铸钢 =（19613~24571）KPa，此处初选铸钢件取 =24571KPa。
(2-12)
其中ns为泵的比转速，带入数据计算得出：厚度s值为17.293mm，圆整为22mm。
2.5 压盖强度计算
径向截面的转角
（2-13）
中性轴 和任意轴 间的距离
（2-14）
（2-15）
（2-16）
（2-17）
、 ——任意个小矩形离z轴、y轴最近的坐标（cm）；
、 ——任意个小矩形离z轴、y轴最近的坐标（cm）。
上式中的z轴是泵浦轴，y轴垂直于z轴。 y轴的位置可以任意确定。
在具体的计算中，任何形状的端盖的径向截面都大致分为多个规则矩形，并且上式中的I值通过图形积分获得（请参见示例）。
确定任意点到中性轴的距离
（2-18）
任意点的应力
（Pa）
（2-19）
任意点的径向位移
（2-20）
k点的拉应力最大，E点的压应力最大
（2-21）
2.6 端盖法兰厚度计算
螺栓作用力 对密封凸缘单位长度的弯矩为
（2-22）
单位长度弯曲断面系数
（2-23）
弯曲应力
（2-24）
由此法兰厚度h为
（2-25）
根据以上水力参数和结构强度设计参数，绘制500m水深叶片圆盘泵样机泵体及后泵盖数字样机二维图及三维效果图分别如图2-6-1—2-6-4所示。
图2-6-1 泵壳二维图 图2-6-2 泵盖二维图
图2-6-3 泵体三维图 图2-6-4 泵盖三维图
2.7 泵轴设计
（1）泵轴设计
在泵运行期间，复杂的负载会施加到轴上：主要是轴，叶轮和其他安装在轴上的组件的重量；由于压力水室内压力分布不均匀而产生的径向力。
泵的永久强度计算载荷主要由以下力组成：
1）叶轮和安装在轴上的其他零件的重量以及导致轴弯曲的径向力，这会在轴上产生交替的法向应力，该法向应力以对称周期变化。
2）叶轮不平衡的离心力和轴向力会导致轴弯曲，从而在轴上产生恒定的法向应力。
3）扭矩会在轴的截面上产生剪切应力。
与盘式泵相比，叶片式盘泵的工作特性较小，轴向力和径向力较小。影响叶片盘泵轴强度的主要因素是扭矩因素。计算泵轴直径的主要公式如下。
根据扬程和流量确定轴的最小直径，首先确定轴功率和电机功率。公式（2-56）-公式（2-60）是用于确定轴直径的公式。
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