離心泵的構(gòu)造及工作原理

\o"離心泵的構(gòu)造及工作原理"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)造離心泵的種類有諸多，圖1—1所示為單級單吸式離心泵的基本構(gòu)造，重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1—1

單級單吸式離心泵構(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)知識二、離心泵的工作原理:

離心泵是運(yùn)用葉輪旋轉(zhuǎn)而使水產(chǎn)生的離心力來工作的。離心泵在啟動前，必須使泵殼和吸水管內(nèi)充斥水，然后啟動電機(jī)，使泵軸帶動葉輪和水做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，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，使得水在葉輪的作用下不停流入與流出，到達(dá)了輸送水的目的。三、離心泵的重要零件:離心泵是由許多零件構(gòu)成的，根據(jù)工作時(shí)各部件所處的工作狀態(tài)，大體可以提成三大類型：轉(zhuǎn)動部件、固定部件和交接部件。1．葉輪葉輪是泵的關(guān)鍵構(gòu)成部分，它可使水獲得動能而產(chǎn)生流動。葉輪由葉片、蓋板和輪轂構(gòu)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稱狀。雙吸式葉輪如圖1—3所示兩邊吸水，葉輪蓋板呈對稱狀，一般大流量離心泵多數(shù)采用雙吸式葉輪。

圖12單吸式葉輪

圖l—3雙吸式葉輪1一前蓋板；2一后蓋板；3一葉片；4葉槽；

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狀況又可分為封閉式、敞開式和半開式三種，如圖l—4所示。離心泵往往采用封閉式葉輪單槽道或雙槽道構(gòu)造，以防止雜物堵塞；砂泵則往往采用半開式及敞開式構(gòu)造，以防止砂粒對葉輪的磨損及堵塞。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，其撓度不超過容許值。葉輪和軸用鍵來聯(lián)結(jié)。鍵是轉(zhuǎn)動體之問的連接件，離心泵中一般采用平鍵，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一般采用軸套和并緊軸套的螺母來定位的。3．泵殼其過水部分規(guī)定有良好的水力條件。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)散管的作用是減少水流的速度，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。4．泵殼泵殼由若干零部件構(gòu)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構(gòu)造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。泵殼重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一般鑄成蝸殼形。蝸殼形流道沿流出的方向不停增大，可使其中水流的速度保持不變，以減少由于流速的變化而產(chǎn)生的能量損失。泵的出水口處有一段擴(kuò)散形的錐形管，水流伴隨斷面的增大，速度逐漸減小，而壓力逐漸增大，水的動能轉(zhuǎn)化為勢能。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構(gòu)造形式柱塞泵分為軸向柱塞泵和徑向柱塞泵兩種代表性的構(gòu)造形式；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，伴隨國產(chǎn)化的不停加緊，徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應(yīng)用領(lǐng)域的重要構(gòu)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)動驅(qū)動，往復(fù)運(yùn)動，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)壓力減少，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。帶滑靴構(gòu)造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)傳動軸帶動缸體旋轉(zhuǎn)時(shí)，斜盤將柱塞從缸體中拉出或推回，完畢吸排油過程。柱塞與缸孔構(gòu)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)用來變化斜盤的傾角，通過調(diào)整斜盤的傾角可變化泵的排量。柱塞泵的維護(hù)斜盤式軸向柱塞泵一般采用缸體轉(zhuǎn)動、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構(gòu)成的摩擦副，并且大多數(shù)是采用平面配流的措施，因此維修比較以便。配油盤是軸向柱塞泵的關(guān)鍵部件之一，泵工作時(shí)，首先工作腔的高壓油把缸體推向配油盤，另首先配油盤和缸體間的油膜壓力形成對缸體的液壓反推力使缸體背離配油盤。缸體對配油盤的設(shè)計(jì)液壓壓緊力Fn略不小于配油盤對缸體的液壓反推力Ff，即Fn/Ff=1.05~1.1，使泵工作正常并保持較高的容積效率。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。尤其是高壓時(shí)，雖然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．液壓泵輸出流量局限性或不輸出油液(1)吸入量局限性。原因是吸油管路上的阻力過大或補(bǔ)油量局限性。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，密封不良導(dǎo)致。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鑒別泵被損壞的部位。(3)傾斜盤傾角太小，泵的排量少，這需要調(diào)整變量活塞，增長斜盤傾角。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產(chǎn)生這種現(xiàn)象。3．輸出流量波動輸出流量波動與諸多原因有關(guān)。對變量泵可以認(rèn)為是變量機(jī)構(gòu)的控制不佳導(dǎo)致，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，導(dǎo)致控制活塞運(yùn)動不穩(wěn)定。由于放大器能量局限性或零件損壞、具有彈簧的控制活塞的阻尼器效能差，都會導(dǎo)致控制活塞運(yùn)動不穩(wěn)定。流量不穩(wěn)定又往往伴伴隨壓力波動。此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。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。假如液壓泵的缸體與配流盤產(chǎn)生偏差導(dǎo)致大量泄漏，嚴(yán)重時(shí)，缸體也許破裂，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．振動和噪聲振動和噪聲是同步出現(xiàn)的。它們不僅對機(jī)器的操作者導(dǎo)致危害，也對環(huán)境導(dǎo)致污染。(1)機(jī)械振動和噪聲如泵軸和電機(jī)軸不一樣心或頂死，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均會產(chǎn)生噪聲。對于高速運(yùn)轉(zhuǎn)或傳播大能量的泵，要定期檢查，記錄各部件的振幅、頻率和噪聲。如泵的轉(zhuǎn)動頻率與壓力閥的固有頻率相似時(shí)，將會引起共振，可變化泵的轉(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、油面過低吸油局限性和高壓管道中產(chǎn)生液擊等，均會產(chǎn)生噪聲。因此，必須對的設(shè)計(jì)油箱，對的選擇濾油器、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)動表面處在干摩擦或半干摩擦狀態(tài)，運(yùn)動部件互相摩擦生熱。二是液體摩擦生熱。高壓油通過多種縫隙泄漏到低壓腔，大量的液壓能損失轉(zhuǎn)為熱能。因此對的選擇運(yùn)動部件之間的間隙、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。此外，回油過濾器堵塞導(dǎo)致回油背壓過高，也會引起油溫過高和泵體過熱。7．漏油柱塞泵漏油重要有如下原因：(1)主軸油封損壞或軸有缺陷、劃痕；(2)內(nèi)部泄漏過大，導(dǎo)致油封處壓力增大，而將油封損傷或沖出；(3)泄油管過細(xì)過長，使密封處漏油；(4)泵的外接油管松動，管接頭損傷，密封墊老