离心泵结构培训教材-专篇

泵专业知识培训补充教材大连苏尔寿泵及压缩机有限公司人力资源及行政部二００七年七月目录《离心泵专业知识》教材补充内容叶片泵结构…………………………………………………………………………..1《离心泵组装工艺、故障及维修》教材补充内容故障分析与处理…………………………………………………………………….30防止汽蚀产生的方法……………………………………………………………..31滚动轴承的游隙选用与调整…………………………………………………..32轴承类型选择………………………………………………………………………….33常用轴承简介（SKF）…………………………………………………………….34轴承的润滑…………………………………………………………………………...35《泵试验方法》教材补充内容振动的测量和评价…………………………………………………………….……….37《屏蔽泵专业知识》培训教材……………………………………………………41叶片泵结构——第一节概述2叶片泵结构第一节概述第二节离心泵结构第三节轴流泵结构第四节混流泵结构叶片泵结构——第一节概述3第一节概述一、叶片泵的工作原理和过流部件叶片泵又称动力式泵，如图8-1所示。这种泵都有叶轮、吸入室和压出室等三个过流部件。泵在工作时，原动机带动叶轮在泵腔内的液体中旋转，靠叶轮叶片对液体的动力作用，把能量连续地传递给液体，使液体的能量增加。流出叶轮后的液体又在通过压出室时，把部分动能转化成压力能。与此同时，叶轮入口附近，则成为低压区，吸液池内的液体在吸液池液面和叶轮入口之间的压力差的作用下进入泵内。叶轮不断旋转，液体也就连续不断地依次流过泵内吸入室、叶轮和压出室这三个过流部件而获得了能量。吸入室位于叶轮之前，其作用是把液体引入叶轮。它有锥管形、弯管形、半螺旋形、环形以及大型立式泵用的肘形和钟形吸入室等型式（见图8-2）。叶轮则是叶片泵最重要的过流部件。它将能量传递给被输送的液体。根据液体从叶轮流出方向的不同，叶轮分为离心式、混流式和轴流式（见图8-3）。压出室用于收集从叶轮流出的液体，并把它送出泵外或送入下一级叶轮，其型式可分为螺旋形（获称蜗壳形）、导叶式和环形压出室等几种（见图8-4）。图8-2吸入室的类型（a）直锥管形；（b）弯管形；（c）半螺旋形；（d）环形；（e）肘形；（f）钟形图8-3叶轮的类型（a）离心式；（b）混流式；（c）轴流式；图8-4压出室的类型（a）螺旋形；（b）导叶式；（c）环形；图8-1叶片泵及其工作装置简图1－吸水池；2－吸入室；3－叶轮；4－压出室；5－电机叶片泵结构——第二节离心泵结构4二、叶片泵的结构分类叶片泵是一种使用面广量大的机械设备。由于应用场合、性能参数、输送介质和使用要求的不同，叶片泵的品种及规格繁多，其结构呈各种各样的型式。按泵轴的工作位置可分为卧式、立式和斜轴式；按采用叶轮的型式可分为离心泵、混流泵和轴流泵；按压出室型式可分为蜗壳式和导叶式泵；按吸入方式可分为单吸式和双吸式泵，或按叶轮个数分为单级泵和多级泵。每一台泵都可在上述各种分类中找到自己所隶属的结构类型。泵的结构型式是由几个描述该泵结构类型的术语来命名的，如卧式单级单吸蜗壳式离心泵、立式多级导叶式混流泵等。现有叶片泵的结构类型如下表：第二节离心泵结构离心泵、轴流泵和混流泵的叶轮入流方向皆为轴向，它们之间的差别在于其叶轮出流方向的不同。离心泵中的液流在与泵轴线垂直的径向平面内流出叶轮。一、单级泵只装一个叶轮的泵为单级泵。按其转子的支承方式，可将这种泵分为悬臂泵和双支承泵两类。单级多级单级多级单级多级单级（导叶加蜗室）多级（首级装双吸叶轮）单级多级单级多级（首级装双吸叶轮）单级多级单吸双吸单吸双吸单吸双吸单吸双吸多级（首级装双吸叶轮）蜗壳式导叶式蜗壳式导叶式蜗壳式单级导叶式单级蜗壳式单级导叶式蜗壳式单级导叶式蜗壳式单级导叶式单级多级单级多级单级多级横轴立轴横轴立轴横轴立轴斜轴导叶式单级离心泵混流泵轴流泵叶片泵叶片泵结构——第二节离心泵结构5（一）悬臂泵（图8-5）为单级单吸卧式离心泵。它的叶轮由叶轮螺母、止动垫圈和平键固定在泵轴的左端。泵轴的另一端用以装联轴器，以便实现动力拖动。为防止泵内液体沿泵轴穿出泵壳处的间隙泄漏，泵在该间隙处皆设有轴封。采用的是填料式轴封，它由轴套、填料、填料环和填料压盖等组成。泵工作时，泵轴用两个向心球轴承支撑着转动，从而带动叶轮在由泵体和泵盖组成的泵腔内旋转。因为该泵的两个支承轴承都位于泵轴的右段，装叶轮的泵轴左段处于自由悬伸状态，故把这种具有悬臂式结构的泵称为悬臂泵。悬臂式结构主要用于轴向吸入的单级泵。多采用锥管形吸入室。但双吸泵（图8-6）和径向或切向吸入（图8-7）的泵也可用悬臂式结构。此时泵多用半螺旋形或环形吸入室。图8-6所示的双吸式泵是轴向吸入的，双吸叶轮与两侧分别采用了半螺旋形状吸入室。悬臂泵结构有以下几种类型：1．悬架式悬臂泵泵脚与泵体铸为一体，轴承置于悬臂安装在泵体上的悬架内。因此，整台泵的重量主要由泵体承受（支架仅起辅助支撑作用）。这种带悬架的悬臂式泵称为悬架式悬臂泵。Is型泵的泵壳属端盖式泵壳，即它的泵壳由泵体和位于泵体一端的泵盖组成。由于Is泵的泵盖位于泵体后端（自泵吸入口看），泵又为悬架式悬臂泵，只要卸开连接泵体和泵盖的螺栓，叶轮即可与泵盖和悬架部件一起从泵体内拆出。再加上泵吸入口和压出口皆在泵体上，泵又采用了加长联轴器与电动机直联。因此，检修时不用拆卸吸入管路和压出管路，也不必移动泵体和电动机，只需拆下加长联轴器的中间连接件，即可拆出泵转子部件。图8-5悬架式旋臂泵（IS型）1-泵体；2-叶轮螺母；3-止动垫圈；4-密封环；5-叶轮；6-泵盖；7-轴套；8-填料环；9-填料；10-填料压盖；11-悬架；12-泵轴；13-支架叶片泵结构——第二节离心泵结构6由于悬架式悬臂泵有结构紧凑，检修方便等优点，不仅Is型泵的结构属于此类，IB型清水泵、IH型化工泵、Y型单级油泵、从瑞士引进的ZE、CZ、ZA、ZF和ZU型流程泵，以及从美国引进的SJA型流程泵（图8-7）等单级单吸式离心泵也都采用了悬架悬臂式结构。图8-7切向吸入的悬臂式泵图8-6双吸式悬臂连体泵叶片泵结构——第二节离心泵结构72．托架式悬臂泵图8-8所示的悬臂式是B型单级单吸式离心泵，它的泵脚与托架铸为一体，泵体悬臂安装在托架上，托架作支承，故将这种泵称为托架式悬臂泵。B型泵的泵体相对于托架可以有不同的安装位置，以便根据管路的布置情况，用使泵体转动相应角度的方法，使泵压出口朝上、朝下、朝前或朝后。检修这种泵时，需要将吸入管路和压出管路与泵体分离。同悬架式悬臂泵相比，显然是不方便的。再加上这种泵的全部重量主要靠托架承受，托架较笨重，故我国近年来开始生产的单级单吸式离心泵使用托架式悬臂结构的不多。但这种结构的应用历史较长，泵的压出口又可以调换位置，对泵壳采用贵重材料制造的泵，用托架式悬臂结构还能大大降低成本。因此，除B型泵外，BA型清水泵和F型耐腐蚀泵等我国较早生产的泵，以及从澳大利亚引进的AH、HH和L等型号的渣浆泵也都采用了这种结构。图8-8托架式悬臂泵（B型）叶片泵结构——第二节离心泵结构83．连体泵图8-6给出的悬臂式泵即为连体泵。它的叶轮直接装在电机轴的一端。由泵体和泵盖组成的泵壳与电机的机壳直接连接。可以看出，这种泵的电机轴虽然要加长，但它的整机结构紧凑，重量轻，故微型离心泵以及多种型号的作业面潜水泵和屏蔽泵皆采用连体泵的结构型式。泵行业通常所称的悬臂泵多指卧式泵而言。按照相同的定义方法，也可将叶轮悬臂安装的立式泵纳入悬臂泵之列。如图8-9所示的YG型单级单吸立式管道油泵和图8-10所示从西德引进的RSV型单级双吸立式船用泵就都是立式悬臂泵的实例。它们的叶轮都是远离泵轴的支承部位，悬臂安装在泵轴的下端。因YG型泵的专用驱动电机能承受泵的轴向力，故泵轴本身无轴承支承，它靠能传递轴向力的夹壳联轴器与电机轴刚性连接，使整个泵机组转子皆由电机轴承支承。该泵泵体上的泵吸入口和压出口位于同一水平线上，这使泵能象阀门似地直接安装在直管道之中。RSV型泵（图8-10）的泵轴靠位于轴承体内的两个滚动轴承支承，联轴器为弹性联轴器。该泵通过底脚安装在底座上，泵体和电机座分别叶片泵结构——第二节离心泵结构9与底脚直接相联。（二）双支承泵大多数单级双吸式离心泵采用双支承结构，即支承转子的轴承位于叶轮两侧，且一般叶片泵结构——第二节离心泵结构10都靠近轴的两端。图8-11所示为单级双吸卧式双支承泵。它的转子是一单独的装配部件。双吸式叶轮靠键轴套、轴套螺母固定在轴上。泵装配时，可用轴套螺母调整叶轮在轴上的轴向位置。泵转子用两端的轴承体内的两个轴承实现双支承。因在联轴器处有径向力作用在泵轴上，远离联轴器的左端轴承所受的径向载荷较小，故应将它的轴承外圈进行轴向紧固，以便让它承受转子的轴向力。泵是侧向吸入和压出的，并采用水平中开式泵壳，即泵壳沿通过轴心线的水平中开面剖分。它的两个半螺旋形吸入室和螺旋形压水室都是由泵体和泵盖在中开面处对合而成的。泵的吸入口和压出口均与泵体铸为一体。用这种结构，泵检修时无需拆卸吸入管和压出管，也不要移动电机，只要揭开泵盖即可检修泵内各零件。泵在叶轮吸入口的两侧都要设置轴封。该轴封也为填料密封。它由填料套、填料、填料环、填料压盖等组成。轴封所用的水封压力水是通过在泵盖中开面上开出的凹槽，从压水室引到填料环的。但有的中开式双吸泵要通过专设的水封管将水封水送入填料环。双支承泵与悬臂泵相比，虽因叶轮进口有轴穿过而使其水力性能稍受影响，且泵零件数要多些，泵体形状也比悬臂泵复杂，故工艺性差些；但双支承泵轴的刚性比悬臂泵要好得多。在轴长、轴径和叶轮重量都相等的情况下，若悬臂泵的悬臂比为1～1.5，则悬臂叶片泵结构——第二节离心泵结构11轴在叶轮处的静挠度比双支承轴的要大4～6倍左右，第一临界转速也低得多，为双支承泵的1/2～1/2.5左右。如两种结构的轴长、叶轮重量及叶轮处的静挠度都相等，悬臂泵的轴径为双支承泵轴径的1.4～1.6倍。因此，为提高运转可靠性，尺寸较大的双吸泵都设计成双支承结构。在双吸泵上用双支承结构还可以使叶轮两侧吸入口处形状对称，有利于轴向力的平衡。双支承结构不仅用于双吸泵，也可用于单吸泵。在（图8-12）所示的单吸泵上，因两个特殊结构轴承的布局需要，就采用了双支承结构。另外，单级双吸双支承泵除用中开式泵壳外，也可用端盖式泵壳。如从西德引进的YNKN型单级双吸卧式双支承前置泵（图8-13）的泵壳就是端盖式的。它的泵体和吸入盖是沿垂直于泵轴心线的径向剖分面分开的。叶片泵结构——第二节离心泵结构12二、多级泵多级泵是指装有两个或两个以上叶轮的泵。因这种泵的叶轮数多，为提高抗汽蚀性能，它的首级叶轮还常与后面的各次级叶轮不同，故其结构比单级泵复杂。通常按采用的泵壳型式将常见的多级泵分为中开式多级泵、节段式多级泵和双壳式泵三种类型。（一）中开式多级泵蜗壳式多级泵，无论是卧式泵（如图8-14所示）还是立式泵（如图8-15所示的NL型冷凝泵），一般都采用中开式泵壳。这是因为蜗壳式多级泵采用了中开式结构后，转子部件能整体装入泵体，并且有不拆吸入及压出管道即可检修泵的优点。同时它还能用对称布置叶轮的方法平衡轴向力，从而不必再设专门的轴向力平衡装置了。为了提高泵的汽蚀性能，首级叶轮常为双吸式的（图8-14），此时泵的总级数为奇数。当首级叶轮也是单吸式时，则总级数应为偶数。这种泵还常用交错布置各级蜗壳的方法平衡作用在泵转子上的径向力。叶片泵结构——第二节离心泵结构13（二）节段式多级泵采用节段式泵壳，用径向剖分面将泵壳垂直于轴线一段一段地分割开的多级泵即为节段式多级泵。（图8-16和图8-17）分别给出的D型卧式泵和DL型立式泵均为节段式多级泵。它们都是在叶轮、中段及导叶的两端分别装吸入段和压出段，然后用拉紧螺栓将这些零件紧固在一起。这种泵的单吸式叶轮一般按一个方向依次布置，其轴向力多用平衡盘（图8-16）或平衡鼓10（图8-17）平衡。（图8-18）节段式多级泵多采用双支承