離心泵的構(gòu)造及工作原理

1、離心泵的構(gòu)造及工作原理離心泵的構(gòu)造及工作原理  一、離心泵的基本構(gòu)造離心泵的種類有很多，圖11所示為單級(jí)單吸式離心泵的基本構(gòu)造，主要包括蝸殼形的泵殼、泵軸、葉輪、吸水管、壓水管、底閥、控制閥門、灌水漏斗和泵座。圖11  單級(jí)單吸式離心泵構(gòu)造1一泵殼；2一泵軸；3葉輪；4一吸水管；5一壓水管；6一底閻；7控制閥門；8灌水漏斗；9泵座    離心泵的基礎(chǔ)知識(shí)    二、離心泵的工作原理:     離心泵是利用葉輪旋轉(zhuǎn)而使水產(chǎn)生的離心力來工作的。離心泵在啟動(dòng)前，

2、必須使泵殼和吸水管內(nèi)充滿水，然后啟動(dòng)電機(jī)，使泵軸帶動(dòng)葉輪和水做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，水在離心力的作用下，被甩向葉輪外緣，經(jīng)蝸形泵殼的流道流入水泵的壓水管路。水泵葉輪中心處，由于水在離心力的作用下被甩出后形成真空，吸水池中的水便在大氣壓力的作用下被壓進(jìn)泵殼內(nèi)，葉輪通過不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，使得水在葉輪的作用下不斷流入與流出，達(dá)到了輸送水的目的。 三、離心泵的主要零件:    離心泵是由許多零件組成的，根據(jù)工作時(shí)各部件所處的工作狀態(tài)，大致可以分成三大類型：轉(zhuǎn)動(dòng)部件、固定部件和交接部件。    1葉輪    葉輪是泵的

3、核心組成部分，它可使水獲得動(dòng)能而產(chǎn)生流動(dòng)。葉輪由葉片、蓋板和輪轂組成，見圖l-2。選擇葉輪材料時(shí)，除了要考慮離心力作用下的機(jī)械強(qiáng)度以外，還要考慮材料的耐磨和耐腐蝕性能。目前多數(shù)葉輪采用鑄鐵、鑄鋼和青銅制成。    葉輪一般可分為單吸式葉輪與雙吸式葉輪兩種。單吸式葉輪如圖l-2所示，它是單邊吸水，葉輪的前蓋板與后蓋板呈不對(duì)稱狀。雙吸式葉輪如圖13所示兩邊吸水，葉輪蓋板呈對(duì)稱狀，一般大流量離心泵多數(shù)采用雙吸式葉輪。 圖1 2單吸式葉輪    圖l3雙吸式葉輪1一前蓋板；2一后蓋板；3一葉片；4葉槽；  

4、60; 1一吸人口；2一輪蓋；3一葉片5一吸水口；6一輪轂；7一泵軸    4一輪轂；5一軸孔    葉輪按其蓋板情況又可分為封閉式、敞開式和半開式三種，如圖l4所示。離心泵往往采用封閉式葉輪單槽道或雙槽道結(jié)構(gòu)，以防止雜物堵塞；砂泵則往往采用半開式及敞開式結(jié)構(gòu)，以防止砂粒對(duì)葉輪的磨損及堵塞。    2泵軸    泵軸是用來旋轉(zhuǎn)泵葉輪的。常用材料是碳素鋼和不銹鋼。泵軸應(yīng)有足夠的抗扭強(qiáng)度和足夠的剛度，其撓度不超過允許值。葉輪和軸用鍵來聯(lián)結(jié)。鍵是轉(zhuǎn)動(dòng)體之問的連接件，離心泵中一般采用

5、平鍵，這種鍵只能傳遞扭矩而不能固定葉輪的軸向位置，在大、中型水泵中葉輪的軸向位置通常采用軸套和并緊軸套的螺母來定位的。    3泵殼    其過水部分要求有良好的水力條件。水泵及泵站設(shè)計(jì)計(jì)算葉輪工作時(shí)，沿蝸殼的漸擴(kuò)斷面上，流量是逐漸增大的，為了減少水力損失，在離心泵設(shè)計(jì)中應(yīng)使沿蝸殼漸擴(kuò)斷面流動(dòng)的水流速度是一常數(shù)。水由蝸殼排出后，經(jīng)錐形擴(kuò)散管而流入壓水管。蝸殼上錐形擴(kuò)散管的作用是降低水流的速度，使流速水頭的一部分轉(zhuǎn)化為壓力水頭。泵殼的材料選擇，除了考慮介質(zhì)對(duì)過流部分的腐蝕和磨損以外，還應(yīng)使殼體具有作為耐壓容器的足夠的機(jī)械強(qiáng)度。 

6、;   4泵殼    泵殼由若干零部件組成，其內(nèi)腔形成了葉輪工作室、吸水室和壓水室。泵殼的形狀和大小取決于葉輪結(jié)構(gòu)形式和尺寸以及由水力設(shè)計(jì)確定的吸水室和壓水室形狀尺寸。泵殼主要有端蓋式泵殼和中開式泵殼兩種，端蓋式泵殼沿著與泵軸心線相垂直的徑向面剖分，形成泵體和泵蓋，多用于單級(jí)泵，如圖1-5(a)所示；中開式泵殼沿通過泵軸心線的平面剖分的泵殼，常用于雙支承的蝸殼式泵，如橫軸單吸雙吸泵等。 中開式離心泵殼    離心泵的泵殼通常鑄成蝸殼形。蝸殼形流道沿流出的方向不斷增大，可使其中水流的速度保持不變，以減少由于

7、流速的變化而產(chǎn)生的能量損失。泵的出水口處有一段擴(kuò)散形的錐形管，水流隨著斷面的增大，速度逐漸減小，而壓力逐漸增大，水的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能。一般在泵體頂部設(shè)有放氣或加水的螺孔，以便在水泵啟動(dòng)前用來抽真空或灌水。    5泵座    泵座上有與底板或基礎(chǔ)固定用的法蘭孔。在泵殼的底部設(shè)有放水螺孔，以便在水泵停車. 柱塞泵的工作原理及示意圖圖為單柱塞泵的工作原理 柱塞泵結(jié)構(gòu)形式柱塞泵分為軸向柱塞泵和徑向柱塞泵兩種代表性的結(jié)構(gòu)形式；由于徑向柱塞泵屬于一種新型的技術(shù)含量比較高的高效泵，隨著國(guó)產(chǎn)化的不斷加快，徑向柱塞泵必然會(huì)成為柱塞泵

8、應(yīng)用領(lǐng)域的重要組成部分 柱塞泵工作原理柱塞泵是往復(fù)泵的一種，屬于體積泵，其柱塞靠泵軸的偏心轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其吸入和排出閥都是單向閥。當(dāng)柱塞外拉時(shí)，工作室內(nèi)壓力降低，出口閥關(guān)閉，低于進(jìn)口壓力時(shí)，進(jìn)口閥打開，液體進(jìn)入；柱塞內(nèi)推時(shí)，工作室壓力升高，進(jìn)口閥關(guān)閉，高于出口壓力時(shí)，出口閥打開，液體排出。 帶滑靴結(jié)構(gòu)的軸向柱塞泵是目前使用最廣泛的軸向柱塞泵，安放在缸體中的柱塞通過滑靴與斜盤相接觸，當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)缸體旋轉(zhuǎn)時(shí)，斜盤將柱塞從缸體中拉出或推回，完成吸排油過程。柱塞與缸孔組成的工作容腔中的油液通過配油盤分別與泵的吸、排油腔相通。變量機(jī)構(gòu)用來改變斜盤的傾角，通過調(diào)節(jié)斜盤的傾角可改變

9、泵的排量。    柱塞泵的維護(hù)    斜盤式軸向柱塞泵一般采用缸體轉(zhuǎn)動(dòng)、端面配流的形式。缸體端面上鑲有一塊由雙金屬板與鋼配油盤組成的摩擦副，而且大多數(shù)是采用平面配流的方法，所以維修比較方便。配油盤是軸向柱塞泵的關(guān)鍵部件之一，泵工作時(shí)，一方面工作腔的高壓油把缸體推向配油盤，另一方面配油盤和缸體間的油膜壓力形成對(duì)缸體的液壓反推力使缸體背離配油盤。缸體對(duì)配油盤的設(shè)計(jì)液壓壓緊力Fn略大于配油盤對(duì)缸體的液壓反推力Ff，即Fn/Ff=1.051.1，使泵工作正常并保持較高的容積效率。   

10、0;實(shí)際上，由于油液的污染，往往使配油盤與缸體之間產(chǎn)生輕微磨損。特別是高壓時(shí)，即使輕微的磨損也可以使液壓反推力Ff增大，從而破壞Fn    常見故障處理    1液壓泵輸出流量不足或不輸出油液    (1)吸入量不足。原因是吸油管路上的阻力過大或補(bǔ)油量不足。如泵的轉(zhuǎn)速過大，油箱中液面過低，進(jìn)油管漏氣，濾油器堵塞等。    (2)泄漏量過大。原因是泵的間隙過大，密封不良造成。如配油盤被金屬碎片、鐵屑等劃傷，端面漏油；變量機(jī)構(gòu)中的單向閥密封

11、面配合不好，泵體和配油盤的支承面有砂眼或研痕等?？梢酝ㄟ^檢查泵體內(nèi)液壓油中混雜的異物判別泵被損壞的部位。    (3)傾斜盤傾角太小，泵的排量少，這需要調(diào)節(jié)變量活塞，增加斜盤傾角。    2中位時(shí)排油量不為零    變量式軸向柱塞泵的斜盤傾角為零時(shí)稱為中位，此時(shí)泵的輸出流量應(yīng)為零。但有時(shí)會(huì)出現(xiàn)中位偏離調(diào)整機(jī)構(gòu)中點(diǎn)的現(xiàn)象，在中點(diǎn)時(shí)仍有流量輸出。其原因是控制器的位置偏離、松動(dòng)或損傷，需要重新調(diào)零、緊固或更換。泵的角度維持力不夠、傾斜角耳軸磨損也會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象。 

12、0;  3輸出流量波動(dòng)    輸出流量波動(dòng)與很多因素有關(guān)。對(duì)變量泵可以認(rèn)為是變量機(jī)構(gòu)的控制不佳造成，如異物進(jìn)入變量機(jī)構(gòu)，在控制活塞上劃出階痕、磨痕、傷痕等，造成控制活塞運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定。由于放大器能量不足或零件損壞、含有彈簧的控制活塞的阻尼器效能差，都會(huì)造成控制活塞運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定。流量不穩(wěn)定又往往伴隨著壓力波動(dòng)。這類故障一般要拆開液壓泵，更換受損零部件，加大阻尼，提高彈簧剛度和控制壓力等。    4輸出壓力異常    泵的輸出壓力是由負(fù)載決定的，與輸入轉(zhuǎn)矩近似成正比

13、。輸出壓力異常有兩種故障。    (1)輸出壓力過低    當(dāng)泵在自吸狀態(tài)下，若進(jìn)油管路漏氣或系統(tǒng)中液壓缸、單向閥、換向閥等有較大的泄漏，均會(huì)使壓力升不上去。這需要找出漏氣處，緊固、更換密封件，即可提高壓力。溢流閥有故障或調(diào)整壓力低，系統(tǒng)壓力也上不去，應(yīng)重新調(diào)整壓力或檢修溢流閥。如果液壓泵的缸體與配流盤產(chǎn)生偏差造成大量泄漏，嚴(yán)重時(shí)，缸體可能破裂，則應(yīng)重新研磨配合面或更換液壓泵。    (2)輸出壓力過高    若回路負(fù)載持續(xù)上升，泵的壓

14、力也持續(xù)上升，當(dāng)屬正常。若負(fù)載一定，泵的壓力超過負(fù)載所需壓力值，則應(yīng)檢查泵以外的液壓元件，如方向閥、壓力閥、傳動(dòng)裝置和回油管道。若最大壓力過高，應(yīng)調(diào)整溢流閥。    5振動(dòng)和噪聲    振動(dòng)和噪聲是同時(shí)出現(xiàn)的。它們不僅對(duì)機(jī)器的操作者造成危害，也對(duì)環(huán)境造成污染。    (1)機(jī)械振動(dòng)和噪聲    如泵軸和電機(jī)軸不同心或頂死，旋轉(zhuǎn)軸的軸承、聯(lián)軸節(jié)損傷，彈性墊破損和裝配螺栓松動(dòng)均會(huì)產(chǎn)生噪聲。對(duì)于高速運(yùn)轉(zhuǎn)或傳輸大能量的泵，要定期檢查，記錄各部件

15、的振幅、頻率和噪聲。如泵的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率與壓力閥的固有頻率相同時(shí)，將會(huì)引起共振，可改變泵的轉(zhuǎn)速以消除共振。    (2)管道內(nèi)液流產(chǎn)生的噪聲    進(jìn)油管道太細(xì)、進(jìn)油濾油器通流能力過小或堵塞、進(jìn)油管吸入空氣、油液豁度過高、油面過低吸油不足和高壓管道中產(chǎn)生液擊等，均會(huì)產(chǎn)生噪聲。因此，必須正確設(shè)計(jì)油箱，正確選擇濾油器、油管和方向閥。    6液壓泵過熱    液壓泵過度發(fā)熱有兩個(gè)原因，一是機(jī)械摩擦生熱。由于運(yùn)動(dòng)表面處于干摩擦或半干摩擦狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)部件相互摩擦生熱。二是液體摩擦生熱。高壓油通過各種縫隙泄漏到低壓腔，大量的液壓能損失轉(zhuǎn)為熱能。所以正確選擇運(yùn)動(dòng)部件之間的間隙、油箱容積和冷卻器，可以杜絕泵的過度發(fā)熱和油溫過高的現(xiàn)象。另外，回油過濾器堵塞造成回油背壓過高，也會(huì)引起油溫過高和泵體過熱。    7漏油    柱塞泵漏油主要有以下原因：(1)主軸油封損壞或軸有缺陷、劃痕；(2)內(nèi)部泄漏過大，造成油封處壓力增大，而將油封損傷或沖出；(3)泄油管過細(xì)過長(zhǎng)，