1、一 .离 心 泵 的 工 作 原 理驱 动 机 通 过 泵 轴 带 动 叶 轮 旋 转 产 生 离 心 力 ,在 离 心 力 作 用 下 ,液 体 沿叶 片 流 道 被 甩 向 叶 轮 出 口 ,液 体 经 蜗 壳 收 集 送 入 排 出 管 。液 体 从 叶 轮 获 得能 量 ,使 压 力 能 和 速 度 能 均 增 加 ,并 依 靠 此 能 量 将 液 体 输 送 到 工 作 地 点 。在 液 体 被 甩 向 叶 轮 出 口 的 同 时 ,叶 轮 入 口 中 心 处 形 成 了 低 压 ,在 吸液 罐 和 叶 轮 中 心 处 的 液 体 之 间 就 产 生 了 压 差 ,吸 液 罐 中 的
2、 液 体 在 这 个 压差 作 用 下 ,不 断 地 经 吸 入 管 路 及 泵 的 吸 入 室 进 入 叶 轮 中 。二 、离 心 泵 的 结 构 及 主 要 零 部 件一 台 离 心 泵 主 要 由 泵 体 、叶 轮 、密 封 环 、旋 转 轴 、轴 封 箱 等 部 件 组 成 ,有 些 离 心 泵 还 装 有 导 轮 、诱 导 轮 、平 衡 盘 等 。1.泵 体 :即 泵 的 壳 体 ,包 括 吸 入 室 和 压 液 室 。吸 入 室 :它 的 作 用 是 使 液 体 均 匀 地 流 进 叶 轮 。压 液 室 :它 的 作 用 是 收 集 液 体 ,并 把 它 送 入 下 级 叶 轮 或
3、 导 向 排 出 管 ,与 此 同 时 降 低 液 体 的 速 度 ,使 动 能 进 一 步 变 成 压 力 能 。压 液 室 有 蜗 壳 和导 叶 两 种 形 式 。2叶 轮 :它 是 离 心 泵 内 传 递 能 量 给 液 体 的 唯 一 元 件 ,叶 轮 用 键 固 定 于 轴上 ，随 轴 由 原 动 机 带 动 旋 转 ,通 过 叶 片 把 原 动 机 的 能 量 传 给 液 体 。叶 轮 分 类 :按 照 液 体 流 入 分 类 ：单 吸 叶 轮 （在 叶 轮 的 一 侧 有 一 个 入 口 ）和 双 吸 叶轮 （液 体 从 叶 轮 的 两 侧 对 称 地 流 到 叶 轮 流 道 中
4、 ）。按 照 液 体 相 对 于 旋 转 轴 线 的 流 动 方 向 分 类 ：径 流 式 叶 轮 、轴 流 式 叶轮 和 混 流 式 叶 轮 。按 照 叶 轮 的 结 构 形 式 分 类 :闭 式 叶 轮 、开 式 叶 轮 和 半 开 式 叶 轮 。3轴 :是 传 递 机 械 能 的 重 要 零 件 ,原 动 机 的 扭 矩 通 过 它 传 给 叶 轮 。泵轴 是 泵 转 子 的 主 要 零 件 ，轴 上 装 有 叶 轮 、轴 套 、平 衡 盘 等 零 件 。泵 轴 靠 两端 轴 承 支 承 ，在 泵 中 作 高 速 回 转 ，因 而 泵 轴 要 承 载 能 力 大 、耐 磨 、耐 腐 蚀
5、。泵 轴 的 材 料 一 般 选 用 碳 素 钢 或 合 金 钢 并 经 调 质 处 理 。4.密 封 环 :是 安 装 在 转 动 的 叶 轮 和 静 止 的 泵 壳 （中 段 和 导 叶 的 组 合 件 ）之 间 的 密 封 装 置 。其 作 用 是 通 过 控 制 二 者 之 间 间 隙 的 方 法 ，增 加 泵 内 高低 压 腔 之 间 液 体 流 动 的 阻 力 ，减 少 泄 漏 。5. 轴 套 轴 套 是 用 来 保 护 泵 轴 的 ，使 之 不 受 腐 蚀 和 磨 损 。必 要 时 ，轴 套可 以 更 换 。6.轴 封 泵 轴 和 前 后 端 盖 间 的 填 料 函 装 置 简
6、称 为 轴 封 ，主 要 防 止 泵 中 的液 体 泄 漏 和 空 气 进 入 泵 中 ，以 达 到 密 封 和 防 止 进 气 引 起 泵 气 蚀 的 目 的 。轴 封 的 形 式 ：即 带 有 骨 架 的 橡 胶 密 封 、填 料 密 封 和 机 械 密 封 。7.轴 向 力 的 平 衡 装 置 .三 .离 心 泵 的 主 要 工 作 参 数1.流 量 :即 泵 在 单 位 时 间 内 排 出 的 液 体 量 ,通 常 用 体 积 单 位 表 示 ,符 号 Q,单位 有 m3/h,m3/s,l/s 等 ,2.扬 程 :输 送 单 位 重 量 的 液 体 从 泵 入 口 处 (泵 进 口 法
7、 兰 )到 泵 出 口 处 (泵出 口 法 兰 ),其 能 量 的 增 值 ,用 H 表 示 ,单 位 为 kgf.m/kgf。3.转 速 :泵 的 转 速 是 泵 每 分 钟 旋 转 的 次 数 ,用 N 来 表 示 。电 机 转 速 N一 般 在 2900 转 /分 左 右 。4.汽 蚀 余 量 :离 心 泵 的 汽 蚀 余 量 是 表 示 泵 的 性 能 的 主 要 参 数 ,用 符 号hr 表 示 ,单 位 为 米 液 柱 。5.功 率 与 效 率 :泵 的 输 入 功 率 为 轴 功 率 N,也 就 是 电 动 机 的 输 出 功 率 。泵 的 输 出 功 率 为 有 效 功 率 N
8、e。四 、泵 内 能 量 损 失泵 从 原 动 机 获 得 的 机 械 能 ，只 有 一 部 分 转 换 为 液 体 的 能 量 ，而 另 一部 分 则 由 于 泵 内 消 耗 而 损 失 。泵 内 所 有 损 失 可 分 为 以 下 几 项 ：1水 力 损 失 由 液 体 在 泵 内 的 冲 击 、涡 流 和 表 面 摩 擦 造 成 的 。冲 击和 涡 流 损 失 是 由 于 液 流 改 变 方 向 所 产 生 的 。液 体 流 经 所 接 触 的 流 道 总会 出 现 表 面 摩 擦 ，由 此 而 产 生 的 能 量 损 失 主 要 取 决 于 流 道 的 长 短 、大小 、形 状 、表
9、面 粗 糙 度 ，以 及 液 体 的 流 速 和 特 性 。2容 积 损 失 容 积 损 失 是 已 经 得 到 能 量 的 液 体 有 一 部 分 在 泵 内 窜流 和 向 外 漏 失 的 结 果 。泵 的 容 积 效 率 容 一 般 为 093 098。改 善 密封 环 及 密 封 结 构 ，可 降 低 漏 失 量 ，提 高 容 积 效 率 。3机 械 损 失 机 械 损 失 指 叶 轮 盖 板 侧 面 与 泵 壳 内 液 体 间 的 摩 擦 损失 ，即 圆 盘 损 失 ，以 及 泵 轴 在 盘 根 、轴 承 及 平 衡 装 置 等 机 械 部 件 运 动 时的 摩 擦 损 失 ，一 般
10、以 前 者 为 主 。五、泵的变速- 比例定律1.离心泵的变速:一台离心泵,当它的转速改变时,其额定流量、扬程和轴功率都将按一定比例关系发生改变。目前, 采用变频调速电机来实现离心泵的变速,是一条新的重要的节能途径。2.比例定律的表达式:Q1/Q2=n1/n2H1/H2=(n1/n2)2N1/N2=(n1/n2)3式中,Q、H 、N 表示 泵的额定流量、 扬程和轴功率下标 1,2 分别表示不同的转速n 表示转速六、离心泵叶轮的切割1.切割的目的:一台离心泵,在一定的转速下仅有一条性能曲线, 为扩大泵的工作范围,常采用切割叶轮外径的方法，使其工作范围由一条线变成一个面。当切割量较少时，可以认为切
11、割前后叶片的出口安置角和通流面积基本不变，泵效率近似相等。2.切割定律的表达式:Q/Q=D2/D2H/H=(D2/D2)2N/N=(D2/D2)3式中,Q、H 、N 表示 泵的额定流量、 扬程和轴功率角标表示叶轮切割后的对应参数D2 表示叶轮的外直径七、 离心泵的比转数比转数是由相似定律导出的综合性参数，它是工况的函数，对一台泵来说，不同的工况就有不同的比转数，为了便于对不同类型泵的性能与结构进行比较，应用最佳工况（最高效率点）的比转数来代表这台泵。在选泵时，可根据工作需要的 Q、H 和结合电机的转速，计算出 ns 数，大致确定泵的类型。当 ns30 时,则采用离心泵、混流泵、轴流泵等。八、离
12、心泵的汽蚀与吸入特性1.汽 蚀 现 象根 据 离 心 泵 的 工 作 原 理 可 知 ,液 流 是 在 吸 入 罐 压 力 Pa 和 叶 轮 入 口 最低 压 力 Pk 间 形 成 的 压 差 (Pa-Pk)作 用 下 流 入 叶 轮 的 ,则 叶 轮 入 口 处 压力 Pk 越 低 ,吸 入 能 力 就 越 大 。但 若 Pk 降 低 到 某 极 限 值 (目 前 多 以 液 体 在输 送 温 度 下 的 饱 和 蒸 汽 压 力 Pt 为 液 体 汽 化 压 力 的 临 界 值 )时 ,就 会 出 现汽 蚀 现 象 。2.汽 蚀 会 引 起 的 严 重 后 果 :(1)产 生 振 动 和 噪
13、 音 。(2)对 泵 的 工 作 性 能 有 影 响 :当 汽 蚀 发 展 到 一 定 程 度 时 ,汽 泡 大 量 产生 ,会 堵 塞 流 道 ,使 泵 的 流 量 、扬 程 、效 率 等 均 明 显 下 降 。(3)对 流 道 的 材 质 会 有 破 坏 :主 要 是 在 叶 片 入 口 附 近 金 属 的 疲 劳 剥 蚀 。3.离 心 泵 的 吸 入 特 性 :1泵 发 生 汽 蚀 的 基 本 条 件 是 :叶 片 入 口 处 的 最 低 液 流 压 力 Pk该 温 度下 液 体 的 饱 和 蒸 汽 压 Pt。2有 效 汽 蚀 余 量 :液 体 流 自 吸 液 罐 ,经 吸 入 管 路
14、到 达 泵 吸 入 口 后 ,所富 余 的 高 出 汽 化 压 力 的 那 部 分 能 头 。用 ha 表 示 。3泵 的 必 须 汽 蚀 余 量 :液 流 从 泵 入 口 到 叶 轮 内 最 低 压 力 点 K 处 的 全部 能 量 损 失 ,用 hr 表 示 。4hr 与 ha 的 区 别 和 联 系 :hahr 泵 不 汽 蚀ha=hr 泵 开 始 汽 蚀hahr 泵 严 重 汽 蚀5对 于 一 台 泵 ,为 了 保 证 其 安 全 运 行 而 不 发 生 汽 蚀 ,对 于 泵 的 必 须 汽蚀 余 量 还 应 加 一 个 安 全 裕 量 ,一 般 取 0.5 米 液 柱 。于 是 ,泵
15、 的 允 许 汽 蚀 余量 为 :hr=hr 0.5。6泵 的 允 许 几 何 安 装 高 度 表 达 式 为 :Hg1=(Pa-Pt)/r-hA S-hr。Pa吸 入 罐 压 力Pt液 体 在 输 送 温 度 下 的 饱 和 蒸 汽 压 力r液 体 重 度hA S吸 入 管 内 流 动 损 失hr允 许 气 蚀 余 量7提 高 离 心 泵 抗 汽 蚀 性 能 的 方 法 有 :A.改 进 机 泵 结 构 ,降 低 hr,属 机 泵 设 计 问 题 。B.提 高 装 置 内 的 有 效 汽 蚀 余 量 .最 主 要 最 常 用 的 方 法 是 采 用 灌 注 头 吸入 装 置 .此 外 ，尽
16、量 减 少 吸 入 管 路 阻 力 损 失 ，降 低 液 体 的 饱 和 蒸 汽 压 ，即 在设 计 吸 入 管 路 时 尽 可 能 选 用 管 径 大 些 ，长 度 短 些 ，弯 头 和 阀 门 少 些 ，输送 液 体 的 温 度 尽 可 能 低 些 等 措 施 ，都 可 提 高 装 置 的 有 效 气 蚀 余 量 。 8.轴 向 力 的 平 衡 装 置轴 向 力 的 产 生 原 因a叶 轮 前 后 两 侧 因 流 体 压 力 分 布 情 况 不 同 (轮 盖 侧 压 力 低 ,轮 盘 压 力高 )引 起 的 轴 向 力 A1,其 方 向 为 自 叶 轮 背 侧 指 向 叶 轮 入 口 。b
17、.流 体 流 入 和 流 出 叶 轮 的 方 向 和 速 度 不 同 而 产 生 的 动 反 力 A2,其 方 向与 A1 相 反 ,所 以 总 轴 向 力 A=A1-A2,方 向 一 般 与 A1 相 同 (一 般 A2 较 小 )。轴 向 力 的 平 衡a.采 用 双 吸 式 叶 轮 :叶 轮 两 侧 对 称 ,流 体 从 两 端 吸 入 ,轴 向 力 自 动 抵 消 而达 到 平 衡 。b.开 平 衡 孔 或 装 平 衡 管 :A:在 叶 轮 轮 盘 上 相 对 于 吸 入 口 处 开 几 个 平 衡 孔 。B:为 避 免 开 平 衡 孔 后 ,因 主 流 受 扰 动 而 增 加 水 力
18、 损 失 ,可 设 平 衡 管代 替 平 衡 孔 ,即 采 用 一 小 管 引 入 口 压 力 至 轮 盘 背 侧 。c:采 用 平 衡 叶 片 :在 叶 轮 盘 背 面 铸 几 条 径 向 筋 片 ,筋 片 带 动 叶 轮 背 面间 隙 内 的 流 体 加 速 旋 转 ,增 大 离 心 力 ,从 而 使 叶 轮 背 面 压 力 显 著 降 低 。d:利 用 止 推 轴 承 承 受 轴 向 力 。一 般 小 型 的 单 吸 泵 中 止 推 轴 承 可 以 承 受全 部 的 轴 向 力 ，防 止 泵 轴 窜 动 。多 级 离 心 泵 轴 向 力 的 平 衡 :a.同 单 级 离 心 泵 方 法
19、相 同b.对 称 布 置 叶 轮c.采 用 平 衡 鼓 ,部 分 平 衡 轴 向 力d.采 用 自 动 平 衡 盘 ,全 部 自 动 平 衡 轴 向 力 。离 心 泵 检 修 部 分第一章 离心泵的检修一、单吸离心泵的拆装1、解体步骤(1) 先将 泵 盖和泵体上的紧固螺栓松开，将转子组件从泵体中取出。(2) 将叶 轮 前的叶轮螺母松开，即可取下叶轮(叶轮键应妥善保管好) 。(3) 取下 泵 盖和轴套，并松开轴承压盖，即可将轴从悬架中抽出(注意在用铜棒敲打轴头时，应戴上叶轮螺母以防损伤螺纹)。2、装配顺序(1) 检查 各零部件有无损伤，并清洗干净；(2) 将各 连 接螺栓、丝堵等分别拧紧在相应的
20、部件上；(3) 将 “O”形密封圈及纸垫分别放置在相应的位置；(4) 将密封环、水封环及填料压盖等依次装到泵盖内；(5) 将 轴承装到 轴上后，装入悬架内并合上压盖，将轴承压紧，然后在轴上套好挡水圈；(6) 将 轴套在 轴上装好，再将泵盖装在悬架上，然后将叶轮、止动垫圈、叶轮螺母等依次装入并拧紧，最后将上述组件装到泵体内并拧紧泵体、泵盖的连接螺栓。在上述过程中，对平键、挡油环、 挡水圈及轴套内的“O”形密封圈等小件易遗漏或错装，应特别引起注意。3、安装精度这里给出的主要是联轴器对中的精度要求。泵与电机联轴器装好后，其间应保持23mm 间 隙，两联轴器的外圆上下、左右的偏差不得超过0.1mm，两
21、联轴器端面间隙的最大、最小值差值不得超过0.08mm。二、双吸水泵的拆装型单级单吸式离心泵结构（甲式）1-泵 体； 2-泵 壳；3-叶轮；4-轴；5-双吸密封环；6-键；7- 轴套；8-填料套；9-填料；10-水封管；11-填料压盖；12-轴套螺母；13-双头螺栓；14-轴 承体压盖；15- 轴承挡套；16- 轴承体；17- 螺钉；18-轴承端盖；19-轴 承；20-轴承螺母；21- 联轴器；22-水封解体步骤1、分离泵壳(1) 拆除 联轴 器销子，将水泵与电机脱离。(2) 拆下 泵结 合面螺栓及销子，使泵盖与下部的泵体分离，然后把填料压盖卸下。(3) 拆开与系统有连接的管路( 如空气管、密封
22、水管等) ，并用布包好管接头，以防止落入杂物。2、吊出泵盖检查上述工作已完成后，即可吊下泵盖。起吊时应平稳，并注意不要与其它部件碰磨。3、吊转子(1) 将两 侧轴 承体压盖松下并脱开。(2) 用 钢丝绳 拴在转子两端的填料压盖处起吊，要保持平稳、安全。转子吊出后应放在专用的支架上，并放置牢靠。4、转子的拆卸(1) 将 泵侧联轴 器拆下，妥善保管好连接键。(2) 松开两侧轴承体端盖并把轴承体取下，然后依次拆下轴承紧固螺母、轴承、轴承端盖及挡水圈。(3) 将密封环、填料压盖、水封环、填料套等取下，并检查其磨损或腐蚀的情况。(4) 松开两侧的轴套螺母，取下轴套并检查其磨损情况，必要时予以更换。(5)
23、 检查 叶 轮磨损和汽蚀的情况，若能继续使用，则不必将其拆下。如确需卸下时，要用专门的拉力工具边加热边拆卸，以免损伤泵轴。装配顺序1、转子组装(1) 叶 轮应 装在轴的正确位置上，不能偏向一侧，否则会造成与泵壳的轴向间隙不均而产生摩擦。(2) 装上 轴 套并拧紧轴套螺母。为防止水顺轴漏出，在轴套与螺母间要用密封胶圈填塞。组装后应保证胶圈被轴套螺母压紧且螺母与轴套已靠紧。(3) 将密封环、填料套、水封环、填料压盖及挡水圈装在轴上。(4) 装上 轴 承端盖和轴承，拧紧轴承螺母，然后装上轴承体并将轴承体和轴承端盖紧固。(5) 装上 联轴 器。2、吊入转子(1) 将前述装好的转子组件平稳地吊入泵体内。
24、(2) 将密封环就位后，盘动转子，观察密封环有无摩擦，应调整密封环直到盘动转子轻快为止。3、扣泵盖将泵盖扣上后，紧固泵结合面螺栓及两侧的轴承体压盖。然后，盘动转子看是否与以前有所不同，若没有明显异常，即可将空气管、密封水管等连接上，把填料加好，接着，就可以进行对联轴器找正了。安装精度要求这里仅提出联轴器对中的精度要求。联轴器两端面最大和最小的间隙差值不得超过0.06mm，两外圆中心线上下或左右的差值不得超过0.1mm。决定泵壳结合面垫的厚度叶轮密封环在大修后没有变动，那么泵壳结合面的垫就取原来的厚度即可；如果密封环向上有抬高，泵结合面垫的厚度就要用压铅丝的方法来测量了。通常，泵盖对叶轮密封环的紧力为00.03mm。新垫做好后，两面均应涂上黑铅粉后再铺在泵结合面上。注意所涂铅粉必须纯净，不能有渣块。在填料涵处，垫要做得格外细心，一定要使垫与填料涵处的边缘平齐。垫如果不合适，就会使填料密封不住而大量漏水，造成返工，决定泵盖对密封环的紧力 垫没做合适三、联轴器的拆装（1）拆下联轴器时，不可直接用锤子敲击而应垫以铜棒，且应打联轴器轮毂处而不能打联轴器外缘，因为此处极易被打坏。最理想的办法是用掳子拆卸联轴器。对于中小型水泵来说，因其配合过盈量很小，故联轴器很容易拿下来。对较大型的水泵，联轴器与轴配合有较大的过盈，所以拆卸时必须对联轴器进行加热。
