偶然KRS 6 型旋片式真空泵改进
一: 旋片式真空泵的工作原理
旋片式真空泵（简称旋片泵）是一种油封式机械真空泵。其工作压强范围为101325～1.33×10-2（Pa）属于低真空泵。它可以单独使用，也可以作为其它高真空泵或超高真空泵的前级泵。它已广泛地应用于冶金、机械、军工、电子、化工、轻工、石油等生产和科研部门。
旋片泵可以抽除密封容器中的干燥气体，若附有气镇装置，还可以抽除一定量的可凝性气体。但它不适于抽除含氧过高的，对金属有腐蚀性的、对泵油会起化学反应以及含有颗粒尘埃的气体。
旋片泵是真空技术中最基本的真空获得设备之一。旋片泵多为中小型泵。旋片泵有单级和双级两种。所谓双级，就是在结构上将两个单级泵串联起来。一般多做成双级的，以获得较高的真空度。
旋片泵的抽速与入口压强的关系规定如下：在入口压强为1333Pa、1.33Pa和1.33×10-1（Pa）下，其抽速值分别不得低于泵的名义抽速的95％、50％和20％。
如下图为旋片泵的工作原理示意图，旋片泵主要由泵体、转子、旋片、端盖等组成。在旋片泵的腔内偏心地安装一个转子，转子外圆与泵腔内表面相切（二者有很小的间隙），转子槽内装有带弹簧的二个旋片。旋转时，靠离心力和弹簧的张力使旋片顶端与泵腔的内壁保持接触，转子旋转带动旋片沿泵腔内壁滑动。
两个旋片把转子、定子内腔和定盖所围成的月牙型空间分隔成A、B、C三个部分，当转子按图示方向旋转时，与吸气口相通的空间A的容积不断地增大，A空间的压强不断的降低，当A空间内的压强低于被抽容器内的压强，根据气体压强平衡的原理，被抽的气体不断地被抽进吸气腔A，此时正处于吸气过程。B腔的空间的容积正逐渐减小，压力不断地增大，此时正处于压缩过程。而与排气口相通的空间C的容积进一步地减小，C空间的压强进一步的升高，当气体的压强大于排气压强时，被压缩的气体推开排气阀，被抽的气体不断地穿过油箱内的油层而排至大气中，在泵的连续运转过程中，不断地进行着吸气、压缩、排气过程，从而达到连续抽气的目的。如果排出的气体通过气道而转入另一级（低真空级），由低真空级抽走，再经低真空级压缩后排至大气中，即组成了双级泵。这时总的压缩比由两级来负担，因而提高了极限真空度
排气阀浸在油里以防止大气流入泵中，油通过泵体上的间隙、油孔及排气阀进入泵腔，使泵腔内所有运动的表面被油覆盖，形成了吸气腔与排气腔的密封，同时油还充满了一切有害空间，以消除它们对极限真空的影响。
旋片泵工作原理图
1-泵体;2-旋片;3-转子;
4-弹簧;5-排气阀
双级旋片式真空泵由两个工作室组成，两室前后串联，同向等速旋转，Ⅰ室是低真空级，Ⅱ室是高真空级，被抽气体由进气口进入Ⅱ室，当进入的气体压力较高时，气体经Ⅱ室压缩，压强急速增大，被压缩的气体不仅从高级排气阀排出，而且经过中壁通道，进入Ⅰ室，在Ⅰ室被压缩，从低级排气阀排出；当进入Ⅱ室的气体压力较低时，虽经Ⅱ室的压缩，也推不开高级排气阀排出，气体全部经中壁通道进入Ⅰ室，经Ⅰ室的继续压缩，由低级排气阀排出，因此双级旋片式真空泵比单级旋片式真空泵的极限真空高。
双级旋片式真空泵工作原理图
1-高级排气阀;2-通道;3-低级排气阀
一、结构简图
二、结构说明
2X系列旋片式真空泵，其结构是利用偏心地装在定子腔内的转子和在转子槽内滑动的借弹簧张力和离心力紧贴定子内壁的两块旋片，将定子分隔成二个工作腔，旋片一边容积不断扩大将气体吸入，另一边容积不断缩小，气体压缩达到大气压力时通过排气阀排出，上述操作每转重复二次。2X型旋片式真空泵为双级结构，当吸入压强较高时，高低级腔可同时排气，吸入压强较低时，气体由吸气口进入高级腔，经压缩后通过中壁内气道进入低级腔，再次压缩后，从低级排气阀排出。当泵带有气镇阀时，允许抽除含有少量水蒸气等可凝性蒸气的气体。2X-2A、4A、8A、8、15泵为上下偏心结构，高低级转子采用凸凹槽联结的转动形式。2X-30A、70A泵为侧偏心结构，低级转子套在高级转子轴上的转动形式，并采用泵壳内通冷却心，冷却具有泵温低，极限总压力低的特点。
三、用途和使用范围
1、2X型泵是用来对密封容器抽除气体获得真空的基本设备之一。可单独使用，也可作为增压泵、扩散泵、分子泵等的前级泵。可用于真空冶炼、真空焊接、真空浸渍、镀膜、真空浇铸、真空干燥以及化工制药，电真空器件等工业的真空作业。
2、泵可在环境温度5~40℃范围内和进口压强小于1330pa的条件下，允许长期连续工作。
3、泵不适用于抽除含氧过高、有毒的、有爆炸性的、对金属有腐蚀作用的、对泵油起化学反应的，以及含有颗粒尘埃的气体，也不适用于把气体从一个容器输送到另一个容器，作输送泵用。
4、泵在6000Pa的大气压的进口压强下的连续工作时间不得超过3分钟，以免喷油或润滑不良引起泵损坏。
四、型号及主要技术指标
型号: KRS 6型
五、安装说明
1、泵应安装在地面结实坚固的场所，周围应留有充分的余地，便于检查、维护、保养。
2、泵底座下应保持地基水平，底座四角处建议垫减震橡皮或用螺栓浇制安装，确保泵运转平稳，振动小。
3、泵与系统的连接管道应密封可靠，对小泵可采用金属管路连接密封垫采用耐油橡胶，对小泵可采用真空胶管连接，管道管径不得小于泵吸气口径，且要求管路短而少弯头。（焊接管路时应清除管道中焊渣，严禁焊渣进入泵腔。）
4、在连接管路中，用户可在泵进气口上方安装阀门及真空计，随时可检查泵的极限压力。
5、按电动机标牌规定连接电源，并接地线和安装合适规格的熔断器及热继电器。
6、泵通电试运转时，须取下电机皮带，确认泵转向符合规定方向方可投入使用，以防泵反转喷油。（转向按防护罩指示方向）
7、对于有冷却水的泵，按规定接通冷却水。
8、如泵口安装电磁阀时，阀与泵应同时动作。
9、当泵排出气体影响工作环境时，可在排气口装接管道引离或装接油雾过滤器。
六、使用说明
1、关闭泵上方的阀门
2、有冷却水的泵接通冷却水。
3、近规定转向手盘皮带轮数圈，把泵腔内的油排入油箱内，确保启动不易喷油。（特别在冬季，油粘大，启动负荷大，故请注意）。
4、启动电动机，泵开动运转，观察油窗，检查油位。油位应在油标中心，油位偏高，会造成喷油；油位偏低，会造成润滑不良，泵极限压力达不到出厂指标。加油、放油位置详见泵指示牌。缓慢打开泵上方的阀门，系统开始工作。
泵不工作时，油窗内几乎看不到油，都进入泵体内，油位以泵运转时为准。
5、冷却水的进水温度以不超过30℃为宜，进出水温差以不超过3℃为宜。
6、当环境温度低于5℃时，应将泵油放出加热到15-30℃后加入泵内启动工作。
7、泵温以油温减去环境温度不超过40℃为宜，否则应加强通风散热或增加冷却水流量。
8、进气温度高于40℃而使泵温过高时，须采取措施冷却气体。
9、当吸入气体对泵油或泵有影响时，在泵口前应装一个合适的过滤装置。
10、当泵抽除含有少量可凝性气体时，启动泵时应打开气镇阀工作半小时，可延长泵油使用时间。
11、当泵抽除含有颗粒、尘埃的气体时，在泵口前应装一个合适的过滤器。
12、关泵前，应先关闭泵上方的阀门与系统隔绝，然后停泵，再拧紧气镇阀，以防漏油，最后关闭冷却水。冬季有冻结的场合应放净泵内冷却水，以防泵腔冻裂。
注：本泵的极限压力是指泵不接任何容器，泵温达到稳定，用压缩式真空计在泵口测得的稳定的最低分压力。极限总压力仅供参考。一般情况，单泵运转半小时将达到极限压力。
七、维护和保养
1、经常检查油位位置，不符合规定时须调整使之符合要求。以泵运转时，油位到油标中心为准。
2、经常检查油质情况，发现油变质应及时更换新油，确保泵工作正常。
3、换油期限按实际使用条件和能否满足性能要求等情况考虑，由用户酌情决定。一般新泵，抽除清洁干燥的气体时，建议在工作100小时左右换油一次。待油中看不到黑色金属粉末后，以后可适当延长换油期限。
4、一般情况下，泵工作2000小时后应进行检修，检查桷胶密封件老化程度，检查排气阀片是否开裂，清理沉淀在阀片及排气阀座上的污物。清洗整个泵腔内的零件，如转子、旋片、弹簧等。一般用汽油清洗，并烘干。对橡胶件类清洗后用干布擦干即可。
清洗装配时应轻拿轻放小心碰伤。
5、有条件的对管中同样进行清理，确保管路畅通。
6、重新装配后应进行试运行，一般须空运转2小时并换油二次，因清洗时在泵中会留有一定量易挥发物，待运转正常后，再投入正常工作。
7、本系列泵油采用SY1634-70 1#真空泵油。
八、常见故障及消除方法
1、泵不转。情况不明不能先开泵，以免加重故障。用手能盘动和不能盘动。
A、泵能盘动而不转。原因可以是联轴器故障；皮带打滑；电机接线有误；电机损坏；电源没电等。
B、不能盘动或盘起来很重的，原因可以是因为起动泵温太低，泵油粘度太高；设计制造原因的停泵返油太多。油位太高引起的停泵返油太多（加油太多，或有水汽在泵中凝结，或在排气管中凝结的水流回泵中）；有异物在泵内（进气管中的焊渣、氧化物；旋片弹簧等泵零件的碎屑）；旋片变形卡住；发生了咬合（铜套、转子、中壁、泵盖、定子、轴承）。
2、泵温太高。指低级排气阀附近测得的最高油温超过使用说明书规定值。由于泵温升高会使泵油粘度大幅下降，并使用权泵油的饱和蒸汽压升高，使泵的极限压力升高和抽气效率下降；使橡胶件容易老化；热膨胀使运转的可靠性。泵温太高的原因可以是泵环境温度太高，进气温度太高，进气冷却装置失效，泵长期连续运转入中压力太高；水冷泵冷却水量不足，循环水设计效果不佳；温控水量调节阀失效等。
3、漏油。可以发生在轴封，油箱与泵零部件的密封面，放油塞、油标、油孔闷头、定子部件与支座的通孔连接处，气镇阀（例如2X-8）等部位。可由密封件老化，安装不当，损坏失效，表面不平整、有杂质、粗糙和铸件疏松等引起。如果停泵后返油，油会进入气镇阀，不关气镇阀可能会漏油。
自制橡胶垫时，一定要用耐油橡胶，要按照原设计形状，密封面太大时压不紧会漏油。
4、漏水。可以发生在水管头，水套闷盖平面，放水孔螺塞，放水阀等处，水套钻穿，铸件缺陷，冻裂，也可能导致漏水。
5、最大功率超标。可由长期连续工作入口压力太高、排气压力太高、杂物进入发生咬合、泵温太高、旋片等配合间隙太小、电压太高、泵液返入泵内太多等引起，会使电机损坏。应尽量避免在最大功率附近长期连续运转。如果表面有沉积物，要定期拆开清除。
6、极限压力不过标。可由外漏、内漏、油孔堵塞、泵油质量不良或污染变质、有水汽等到可凝性物质、仪器仪表失真、泵运转不正常等引起。
外漏较多时、排气口可看白色蒸汽。油标处有较多气泡，手在排气口上感到排气压力。低级排气阀处油面有较多气泡。功率会有所增加。这时，首先应检查气镇阀是否已关好。由于新泵出厂每台都在泵口测极限压力，所以如有外漏现象，应对泵口及管道、阀门、容器逐一检查。外轴封失效、油杯无油、油孔闷头漏气也可造成外漏。内漏可由泵内的运动间隙、排气阀等平面、排气阀的密封面、内轴封、泵盖平面、进气管、气镇阀密封件等引起磨损、腐蚀、咬合会使运转间隙加大。油孔阻塞时，打开加油孔听，泵的噪声会较轻，在油箱密封良好的情况下，如果手在排气口上有被吸的感觉，排气阀可能失效。
如果泵油清洁，长期存放未用，可开气镇阀净化泵内水汽。若无效，要检查仪表。若泵油发黄发白已乳化，可全开气镇，调大气镇量净化运转，必要时可在泵口放入适量气体运转，可加快净化过程。若抽入其他挥发性气体或液体，要及时换油，必要时请洗油箱。有些泵，在级间气道里会沉积泵液，为取得好的换油效果，要设法把沉积泵液排出
九、外形尺寸
十、特性曲线
十一.改进为无油旋片真空泵
1. 排气量计算
根据文献[1],泵的排气量(1V )由下式确定:
21V CR L n =?? (1)
其中C 由下式确定:
222sin 0.5sin 1cos 2C Z Z Z Z Z ππεπππεεσ???????????????=??+-+-+??? ? ? ????????????????????
(2) 式子中,C 为面积利用系数, 1V 为排气量, 3min m ;L 为转子有效长度,m;n 为电
机转速,r/min; Z 为旋片数量..
把参数表中的参数代入(2)式,计算出C=1.5, 1V =653 L/min.
泵的容积效率V η
5600.85653
V t V V η=== 2. 旋片真空泵吸,排气口的位置和大小
真空泵吸,排气口的大小和位置,对泵的性能有很大影响.排气口距上切点越近,排气口定位角越小,有害空间就越小,极限真空度就越高,并且泵的噪音也相应降低;但是排气口定位角不能太小,否则将造成吸, 排气口之间的密封弧缩短,
不利于密封;另外排气口定位角的取值还应考虑旋片数等因素.本设计取排气口定位角为23.
吸气口的位置与C,吸气时间,通道气阻等有关,它直接影响泵的抽气性能.吸气口定位角主要受扇形容积中气体膨胀的饿一向,但容积增大时,原来留在其中的高压气体膨胀,压力降低;当压力恰好降到吸气口压力时,立即与吸气口相通,否则会发生膨胀不足或膨胀过度的问题.据此可计算吸气开始位置,吸气口定位角的计算值约为37.
排气口的大小对泵的噪音影响很大,排气口小则噪音小,反之则大;但排气口过小,排气压力就会增大,功率消耗就会增加,因此吸排气口的大小一定要合适.吸排气口的大小由气体流速决定,一般允许流速为15~30 m/s.此泵原油的
排气速率V=560 L/min;吸排气口径为20 mm,则气体的流速
V WEI 29.7
1
m/s.所以吸排气口的带是合适的.
3. 影响旋片真空泵极限真空度的因素
泵入口端经充分抽气后所达到的最底稳定压强值为该泵的极限真空度为450 mmHg.影响此旋片真空泵极限真空度的因素很多,但主要有以下几个因素.
3.1 转子与泵腔在上切点的间隙
转子与泵腔在上切点的间隙应选取合适值,若间隙过大,气体在压缩时容易从排气腔进入到吸气腔,使泵的极限真空度上不去;间隙大小的选取原则是应大于工作时零件因温升致使尺寸的增加量.根据这个原则把该泵转子与泵腔在上切点的间隙值定为0.03mm.
3.2 泵的温度
工作时旋片与泵腔内壁之间会发生剧烈的摩擦,产生大量的摩擦热,引起泵温升高,致使泵腔内气体的饱和蒸汽压增加,密封性能降低,从而大大影响了泵的抽气性能和极限真空度.为此泵采用风冷和散热片相结合的冷却方式,保证了该泵的工作性能.
4. 旋片运动和受力分析
真空泵旋片的运动方式比较复杂.运转时旋片在转子槽中相对于转子作变速直线运动.而转子相对于泵腔做匀角速转动,旋片顶部与泵腔壁接触点的绝对运动为变速圆周运动,整个旋片做平面复合运动.下图2为旋片真空泵斜置选片的机构示意图(为建立坐标系方便把转子与泵腔切点沿逆时针方向旋转90)
根据机械原理得:
arccos(cos )/d e R θφφ=+-? (3)
由理论力学可知,旋片G 点的绝对加速度为:
G a = (4)
其中 :
()2
2GA r H a ω=? (5)
式中, c a 为G 点的绝对加速度, A a 为A 点的绝对加速度, α为A a 与R A θ的夹角; θ为X 轴与H O A 的夹角; ?为X 轴与过点r O 的旋片滑动方向所做的垂线的夹角; GA a 为G 点相对与A 点的加速度/
4.2 旋片的受力分析
4.2.1 主动力
包括由于运动加速度而产生的惯性力g P 及不同的气体压力作用于旋片两侧产生的气体力A P ,根据牛顿惯性定律得:
g c P m a =-? (6)
A P L P λ=?? (7 )
其中:
s i n e λ?=-?
(8)
a r c t a n βμ=
(12 )
()090εβθ???=---??
(13)
式中, μ为摩擦系数, β为摩擦角; ε为旋片滑动方向与a R 夹角; γ为GA a 与G a 的夹角.
4.2.3 摩擦力
转子槽对旋片的摩擦力1R μ 和2R μ.方向沿转子槽且与旋片运动方向相反,并且规定旋片做缩回运动时μ取正值,旋片作伸出运动时μ取负值.
5. 旋片真空泵旋片斜置距的确定
旋片斜置的主要目的:减少旋片顶部摩擦力对旋片沿转子槽运动的阻碍;增加转子槽的深度,保证旋片在转子槽内有足够的导向长度;改善旋片的受力情况,提高承载力.
旋片的受力可近似作为一简支外伸梁.泵在运转的过程中,旋片仅在压缩区域具有压差,在其他区域可认为是零.
由理论力学力矩方程可推得: a r c s i n 2a
L P R λε-??= (14) 由式(3)和(12) 可得:
s i n ()s i n (d R e βεβθε=?-+?++ (15)
式中,d 为斜置距
可以看出,斜置距受多个参数的影响,是一个综合兼顾的树枝数值.由于影响旋片受力分的因素很多,摩擦系数也不可能为定值.利用推导的运动和受力的各函数关系式子,即可求得最佳d值.计算得到d=22.05 mm.
6. 旋片真空泵材料的选择
旋片是旋片真空泵的不可缺少的关键零件,选用何种材料很重要,若材料选用合适,能大大提高该泵的使用寿命.
此泵选用的旋片材料是石墨,石墨是碳的同素异形体,是一种优良的自润滑材料.它还具有优良的导热性,耐热性及较低的线膨胀系数.由于高纯度的石墨是多孔性的,密度较小,机械强度低,为提高其机械强度及耐磨性能,在石墨中浸渍金属如铅基等.
参考文献：
1. 邓定国，束鹏程主编，回转压缩机. 北京, 机械工业出版社. 1988.1.73
Design of KRS 6-TYPE Rotary Vane Vacuum Pump
By calculating discharge capacity of the vacuum pump, the position and size of discharge hole of KRS 6 –type rotary vane vacuum pump were determined and the eccentricity of the rotary vane on the vacuum pump rotor was given through the stress analysis of the rotary vane. The KRS 6-type vacuum pump designed run well and could satisfy requirement of vacuum equipment in packaging system.
Key words: vacuum pump, rotary vane ,stress analyisis
多级离心泵常见的轴向力平衡装置 軸向力平衡装置的选取是多级离心泵设计中的关键问题，其目的是平衡轴向力，防止转子的轴向窜动。文章分析了多级离心泵轴向力产生原因，并介绍了常用的平衡装置。 标签：多级泵；轴向力；平衡装置 引言 多级离心泵在电力、石油化工等行业被广泛应用。轴向力平衡装置的选取是泵组设计的关键问题，检查平衡装置是否需要更换或优化也是多级离心泵维修中的一项重要工作。泵组运转过程中，若平衡装置不能中和泵组产生的轴向力，则会造成泵动静部件摩擦而降低效率，严重时泵转子与各静部件咬死而导致泵损坏。 1 轴向力的产生 多级离心泵运行过程中产生的轴向力包括以下几种：因作用在各叶轮吸入端（驱动端）和吐出端（自由端）的压力不相等，从而产生指向泵驱动端的轴向力；液体从吸入口到排出口改变方向时作用在叶片上的力，指向叶轮背面，称为动反力；由于泵内叶轮进口压力与外部大气压不同，在轴端和轴台阶上产生的轴向力；立式泵转子重量引起的向下的轴向力；其他轴向力。 2 轴向力的平衡装置 总轴向力会使转子轴向窜动，造成泵动静部件摩擦，而平衡装置的两端有一个压力差，其中的液体形成一个与总轴向力方向相反的平衡力，平衡力大小随平衡盘的移动而变化，直到与轴向力抵消，但由于惯性的作用转子不会立即停止窜动，而是在平衡位置左右窜动且幅度不断减小，最终停留在平衡位置，故随着运行工况的变化，泵转子始终处于动态平衡状态。 平衡装置的设计为多级离心泵设计中的重点，包括叶轮对称布置（适用于偶数级泵）与平衡盘（鼓）法两大类，平衡盘（鼓）法又包括平衡鼓、平衡盘、平衡盘鼓、双平衡鼓形式，随着结构的逐渐复杂，平衡效果也越好。 平衡盘（鼓）法多与推力轴承配合使用，推力轴承一般只承受5%～10%的轴向力，在设计平衡盘（鼓）时，一般不考虑推力轴承平衡的轴向力，保证泵在推力轴承损坏的情况下，平衡盘（鼓）仍能正常工作。 2.1 叶轮对称布置法 叶轮级数为偶数时可采用叶轮对称布置法平衡轴向力，设计上要注意反向叶
第二章 叶片泵的基本理论和性能 本章重点：通过本章的学习，要求学员熟练掌握叶片泵的性能参数及计算、相似条件、 相似定律、比例率、比转数的计算、实验性能曲线 、选泵原则；掌握功率的分类及其关系、效率的组成及其所包含的损失、叶轮进出口速度三角形、叶片泵的基本方程式及其分析、基本性能实验、选泵步骤、选泵中应注意的问题、选泵方法、电动机与水泵的配套、传动方式的选择和管路附件的选择；了解比转数的作用、叶片泵汽蚀实验、理论性能曲线、相对性能曲线、通用性能曲线、全面性能曲线、系列型谱图、柴油机与水泵的配套、水泵的性能方程等。 第一节 叶片泵的性能参数 叶片泵的性能是用性能曲线表示的，而性能曲线又是用性能参数之间的关系来表达的。因此，在研究叶片泵性能前，首先必须对性能参数的意义有一正确理解。叶片泵的性能参数主要有流量、扬程、功率、效率、转速、允许吸上真空高度或允许汽蚀余量等，分述如下: 一、流量 单位时间内水泵所抽提的流体体积，符号Q ，其常用单位有s l /、s m /3、和h m /3等。各单位间的关系是s m /13=s l /1000=h m /36003。设计流量的计算详见第六章水泵站规划。 二、扬程 （一）扬程的定义 扬程是指单位重量流体从水泵进口到出口能量增量，用符号H 表示， 常用单位是m 。 （二）扬程的计算 1.实验室或现场测定时扬程的计算 ⑴离心泵及其它卧式水泵 ()()g v v H H z z H v d 21020.02 12212-++?+-= （2—1—1） 式中：v H 、d H ——真空表、压力表的读数（KPa ）； 1v 、2v ——进、出水管的断面平均流速（s m /）； g ——重力加速度（2/s m ） 。 ⑵立式轴流泵扬程 其计算公式可简化为： g v H z H d 222 2++= （2—1—2） 2.设计泵站时扬程的计算
离心泵轴向力的平衡方法总结 如果不设法消除或平衡作用在叶轮上（传到轴上）的轴向力，此轴向力将拉动转子轴向串动，与固定零件接触，将造成泵零件的损坏以致不能工作。一般常用以下7大方法来平衡泵的轴向力。一、推力轴承 对于轴向力不大的小型泵，采用推力轴承承受轴向力，通常是简单而经济的方法。即使采用其他平衡装置，考虑到总有一定的残余轴向力，有时也装设推力轴承。 二、平衡孔或平衡管 如图1所示，在叶轮后盖板上附设密封环，密封环所在直径一般与前密封环相等，同时在后盖板下部开孔，或设专用连通管与吸入侧连通。由于液体流经密封环间隙的阻力损失，使密封下部的液体的压力下降，从而减小作用在后盖板上的轴向力。减小轴向力的程度取决于孔的数量和孔径的大小。在这种情况下，仍有10~15%的不平衡轴向力。要完全平衡轴向力必须进一步增大密封环所在直径，需要指出的是密封环和平衡孔是相辅相成的，只设密封环无平衡孔不能平衡轴向力；只设平衡孔不设密封环，其结果是泄漏量很大，平衡轴向力的程度甚微。图1平衡孔示意图（具体见2楼） 采用这种平衡方法可以减小轴封的压力，其缺点是容积损失增加（平衡孔的泄漏量一般为设计流量的2~5%）。另外，经平衡孔的泄漏流与进入叶轮的主液流相冲击，破坏了正常的流动状态，会使泵的抗汽蚀性能下降。为此，有的泵体上开孔，通过管线与吸入管连通，但结构变得复杂。 采用上述平衡方法，轴向力是不能达到完全平衡的，剩余轴向力需由泵的轴承来承受。用平衡孔平衡轴向力的结构使用较广，不仅单级离心泵上使用，而且多级离心泵上也使用。但由于轴向力不能完全平衡，仍需设置止推轴承，且由于多设置了一个口环，因而泵的轴向尺寸要增加，因此仅用于扬程不高，尺寸不大的泵上。 三、双吸叶轮 单级泵采用双吸式叶轮后，因为叶轮是对称的，所以叶轮两边的轴向力互相抵消。但实际上，由于叶轮两边密封间隙的差异，或者叶轮相对于蜗室中心位置的不对中，还是存在一个不大的剩余轴向力，此轴向力需由轴承来承受。 四、背叶片
液压泵拆装实训 1．1实训目的 液压动力元件——液压泵是液压系统的重要组成部分，通过对液压泵的拆装实训以达到下列目的： 1、进一步理解常用液压泵的结构组成及工作原理。 2、掌握的正确拆卸、装配及安装连接方法。 3、掌握常用液压泵维修的基本方法。 1．2实训用液压泵、工具及辅料 1、实习用液压泵：齿轮泵2 台、叶片泵2 台、轴向柱塞泵1 台。 2、工具：内六方扳手2 套、固定扳手、螺丝刀、卡簧钳等。 3、辅料：铜棒、棉纱、煤油等。 1．3实训要求 1、实习前认真预习，搞清楚相关液压泵的工作原理，对其结构组成有一个基本的认识。 2、针对不同的液压元件，利用相应工具，严格按照其拆卸、装配步骤进行，严禁违反操作规程进行私自拆卸、装配。 3、实习中弄清楚常用液压泵的结构组成、工作原理及主要零件、组件特殊结构的作用。 1．4实训内容及注意事项 在实习老师的指导下，拆解各类液压泵，观察、了解各零件在液压泵中的作用，了解各种液压泵的工作原理，按照规定的步骤装配各类液压泵。 1．4．1齿轮泵 型号：CB－B 型齿轮泵。 结构：泵结构见图2-1 及图2-2。 1．4．1．1工作原理 在吸油腔，轮齿在啮合点相互从对方齿谷中退出，密封工作空间的有效容积不断增大，完成吸油过程。在排油腔，轮齿在啮合点相互进入对方齿谷中，密封工作空间的有效容积不断减小，实现排油过程。
图1-1 外啮合齿轮泵结构示意图 图1-2 齿轮泵结构示意图 1-后泵盖 2-滚针轴承 3-泵体 4-前泵盖 5-传动轴1．4．1．2拆装步骤
1、拆解齿轮泵时，先用内六方扳手在对称位置松开6个紧固螺栓，之后取掉螺栓，取掉定位销，掀去前泵盖4，观察卸荷槽、吸油腔、压油腔等结构，弄清楚其作用，并分析工作原理。 2、从泵体中取出主动齿轮及轴、从动齿轮及轴。 3、分解端盖与轴承、齿轮与轴、端盖与油封。（此步可以不做） 4、装配步骤与拆卸步骤相反。 1．4．1．3拆装注意事项 1、拆装中应用铜棒敲打零部件，以免损坏零部件和轴承。 2、拆卸过程中，遇到元件卡住的情况时，不要乱敲硬砸，请指导老师来解决。 3、装配时，遵循先拆的部件后安装，后拆的零部件先安装的原则，正确合理的安装，脏的零部件应用煤油清洗后才可安装，安装完毕后应使泵转动灵活平稳，没有阻滞、卡死现象。 4、装配齿轮泵时，先将齿轮、轴装在后泵盖的滚针轴承内，轻轻装上泵体和前泵盖，打紧定位销，拧紧螺栓，注意使其受力均匀。 1．4．1．4主要零件分析 轻轻取出泵体，观察卸荷槽、消除困油槽及吸、压油腔等结构，弄清楚其作用。 1、泵体3 泵体的两端面开有封油槽d，此槽与吸油口相通，用来防止泵内油液从泵体与泵盖接合面外泄，泵体与齿顶圆的径向间隙为0.13～0.16mm。 2、端盖1与4 前后端盖内侧开有卸荷槽e（见图中虚线所示），用来消除困油。端盖1上吸油口大，压油口小，用来减小作用在轴和轴承上的径向不平衡力。 3、油泵齿轮 两个齿轮的齿数和模数都相等，齿轮与端盖间轴向间隙为0.03～0.04mm，轴向间隙不可以调节。 1．4．1．5思考题 1、齿轮泵由哪几部分组成？各密封腔是怎样形成？ 2、齿轮泵的密封工作区是指哪一部分？ 3、图2－2 中，a、b、c、d 的作用是什么？ 4、齿轮泵的困油现象的原因及消除措施。 5、该齿轮泵有无配流装置？它是如何完成吸、压油分配的？ 6、该齿轮泵中存在几种可能产生泄漏的途径？为了减小泄漏，该泵采取了什么措施？ 7、齿轮、轴和轴承所受的径向液压不平衡力是怎样形成的？如何解决？
1.上海阳光泵业制造有限公司 上海阳光泵业制造有限公司座落于上海市金山工业园区，是国内一家著名的集研制、开发、生产、销售、服务于一体的大型多元化企业，注册资本1100万元。主导产品包括：螺杆泵、隔膜泵、液下泵、磁力泵、排污泵、化工泵、多级泵、自吸泵、齿轮油泵、计量泵、卫生泵、真空泵、潜水泵、转子泵等类别。产品以优越的性能，精良的品质已获得各项专业认证证书及客户的认可。公司拥有多名水泵专家和各类中高级工程师，不断的开发制造，升级换代产品年年都有问世。 公司拥有国内高水准的水泵性能测试中心，产品全部采用CAD设计软件和CFD计算流体力学软件等先进设计手段，产品经过精密铸造、热锻压、焊接、热处理、精加工、装配等十多道工序。使用先进的数控加工中心、等离子焊接机、全自动气体保护、半自动真空熔焊机、超频真空热处理设备、高效加工专机、理化和探伤设备等各类高精密加工检测设备。 齐全的加工检测设备，于同行业中处领先地位，更加充分保证了产品的质量。公司产品达二十大系列，一万多种规格。产品广泛应用于：工业生产，建筑城镇供水，环保污水处理，市政工程，食品制药，水利电力，石油船舶等多种领域。客户包括大庆油田、胜利油田、中国 水利水电、浦项集团等世界知名企业。 2.河北紫东泵业有限公司 河北紫东泵业有限公司是一家专业生产渣浆泵、砂砾泵及大型挖泥泵及配件的厂家。紫东泵业当前拥有独立的车间厂房及现代化生产设备。并且专门致力于出口品质产品的生产及专业工程技术方案的提供。经过多年生产经验及技术力量的积累，企业生产流程严格执行国家ISO 标准并配有严格的质检团队。产品注重细节品质，严格遵守国际市场高标准。 3. 上海贝德泵业有限公司 上海贝德泵业有限公司，是一家专业设计、开发、制造和销售通用流体设备的股份制企业。公司日本寺田株式会社等国外著名泵阀公司强强技术合作，引进具有国际水平的设计、开发和企业管理模式，并长期聘请国外专家为公司进行技术指导，产品具有国际竞争力。贝德公司主要产品：离子膜过滤系统，无负压变频供水，CQ、CQB、CQF、QBY、DBY系列磁力泵，WQ、QW 系列潜水排污泵、ISG、IRG、IHG、ISGD系列立式管道泵、ISW、ISWD系列卧式离心泵、DL型 立式多级泵、CDL、GDL型便拆式管道多级泵、LG、LG-B型便拆式高层建筑给水多级泵、成套 生活(消防)给水设备、变频控制柜、水泵专用控制柜等。
离心泵闭式开式半开式叶轮的区别 点击次数：8022 发布时间：2012-2-29 离心泵叶轮的区别,闭式叶轮开式叶轮的区别 叶轮是离心泵的做功零件，依靠它高速旋转对液体做功而实现液体的输送，是离心泵的重要零件之一。离心泵叶轮的区别： （1）叶轮的分类叶轮一般由轮毂、叶片和盖板三部分组成。叶轮的盖板有前盖板和后盖板之分，叶轮入口侧的盖板称为前盖板，另一侧的盖板称为后盖板。按结构形式，叶轮可分为以下三种。 ①闭式叶轮叶轮的两侧均有盖板，盖板间有4～6个叶片，如图2-20 （a）所示。当叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相反时，称为盾弯式叶片。一般叶轮的叶片均为后弯式叶片。这种闭式叶轮效率较高，应用最广，适用于输送不含固体颗粒及纤维的清洁液体。闭式叶轮有单吸和双吸（图2—21）两种类型。双吸叶轮比单吸叶轮输液量大。 ②开式叶轮叶轮两侧均没有盖板，叶片通过筋板连接在轮毂上，如图2-20 （b）所示。这种叶轮结构简单，制造容易，但效率低，适用输送含较多固体悬浮物或带纤维的液体。 ⑧半开式叶轮这种叶轮只有后盖板，如图2-20（c）所示。它适用于输送易于沉淀或含固体悬浮物的液体，其效率介于开式和闭式叶轮之间。 按叶轮的形状及液体在叶轮内流动方向的不同，叶轮可分为径流式、轴流式和混流式，径流式叶轮应用在离心泵中，液体沿轴向进入叶轮，沿径向从叶轮流出。液体获得的能量主要来源于叶轮旋转时产生的离心力。轴流式叶轮应用在轴流泵中，液体轴向通过叶轮，液体获得的能量主要来源于叶轮旋转时产生的升
力（即推力）。混流式叶轮应用在混流泵中，液体沿轴向进入叶轮，而沿轴向与移径向之间的某方向流出，依靠离心力和轴向推力的混合作用输送液体． 根据不同的需要，叶轮可由铸铁、铸钢、不锈钢、玻璃钢、塑辩等材料制成。叶轮的制造方法有翻砂铸造、精密铸造、焊接、模压等，其尺寸、形状和制造精度对泵的性能影响很大。
离心泵的轴向力的产生和计算 摘要：分析几种型式的离心泵轴向力的形成及其影响的各种因素。对应不同结构形式的离心泵，列出其轴向力的相关计算。 关键词：离心泵 原理 轴向力 计算 离心泵作为一种通用机械，在我国国民经济各部门中应用极广，农田排灌、石油化工、动力工业、城市给排水、采矿和船舶工业等等。其在高速、高温、高压环境下，对泵机组的可靠性要求很高，特别是在一些连续性生产的企业，离心泵是流体物料介质的重要输送动力机构，其能否长周期稳定运行直接影响企业的产量和效益。本文简单介绍离心泵的工作原理，轴向力的产生原因及其计算，希望能给用户单位在离心泵使用维护和技术改造方面提供帮助。 一、离心泵轴向力的形成及其影响的诸因素 1 离心泵的工作原理 离心泵是依靠高速旋转的叶轮使液体在离心力的作用下，从叶轮的外缘进入蜗壳，在蜗壳中，由于流道的逐渐扩大，液体的流速逐渐减小，从而将部分动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排除管道。液体由叶轮中心流向外缘使叶轮中心的压力下降，进口管的液体在其本身压力或大气压的作用下，被压入叶轮中。这样只要叶轮不停地旋转，进口管内的液体就会被连续的吸入和排除。 2 轴向力产生的原因 2.1叶轮前后盖板不对称压力产生的轴向力，这是所有轴向力中最重要的一个因素。又由于叶轮盖板的形状是不规则的，所以其轴向力大小比较复杂，此力指向压力小的盖板方向，用1F 或1F 表示； 2.2 液体流过叶轮由于方向改变产生的冲力（动反力），此力指向叶轮后面，用2F 表示； 2.3 轴台、轴端等结构因素引起的轴向力，其方向视具体情况而定，用3F 表示； 2.4 转子重量产生的轴向力，其方向与转子的布置方式有关，用4F 表示； 2.5 当有径向流时会改变压力分布，因而影响轴向力的数值。在叶轮前盖板泵腔，存在向内径向流动，后泵腔中存在向外的径向流动，轮毂处的压力大于无径向流动时的压力。
离心泵工作原理及叶轮的作用 当化工离心泵启动后，泵轴带动叶轮一起作高速旋转运动，迫使预先充灌在叶片间液体旋转，在惯性离心力的作用下，液体自叶轮中心向外周作径向运动。当化工离心泵启动后，泵轴带动叶轮一起作高速旋转运动，迫使预先充灌在叶片间液体旋转，在惯性离心力的作用下，液体自叶轮中心向外周作径向运动。液体在流经叶轮的运动过程获得了能量，静压能增高，流速增大。当液体离开叶轮进入化工离心泵壳后，由于壳内流道逐渐扩大而减速，部分动能转化为静压能，最后沿切向流入排出管路。所以蜗形泵壳不仅是汇集由叶轮流出液体的部件，而且又是一个转能装置。当液体自叶轮中心甩向外周的同时，叶轮中心形成低压区，在贮槽液面与叶轮中心总势能差的作用下，致使液体被吸进叶轮中心。依靠叶轮的不断运转，液体便连续地被吸入和排出。液体在化工离心泵中获得的机械能量最终表现为静压能的提高。 叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能(主要增加静压能)。 1.叶轮 叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能(主要增加静压能)。叶轮有开式、半闭式和闭式三种。开式叶轮在叶片两侧无盖板，制造简单、清洗方便，适用于输送含有较大量悬浮物的物料，效率较低，输送的液体压力不高；半闭式叶轮在吸入口一侧无盖板，而在另一侧有盖板，适用于输送易沉淀或含有颗
粒的物料，效率也较低；闭式叶轮在叶轮在叶片两侧有前后盖板，效率高，适用于输送不含杂质的清洁液体。一般的化工离心泵叶轮多为此类。 2.泵壳 作用是将叶轮封闭在一定的空间，以便由叶轮的作用吸入和压出液体。化工离心泵壳多做成蜗壳形，故又称蜗壳。由于流道截面积逐渐扩大，故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速，使部分动能有效地转换为静压能。泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置。
离心泵由于受泥沙，水流的冲刷，介质的腐蚀，水泵叶轮会逐渐磨损、腐蚀。叶片表面常形成沟槽或条痕，或受空蚀破坏，叶片出现蜂窝状的孔洞，甚至穿孔。如果叶片铸造时就带有气孔、砂眼或夹渣，运行后表面容易出现气孔，甚至裂缝。 水泵叶轮的修复有多种方法，叶轮汽蚀修补的方法较多，如采用ARC高分子复合材料涂护、粉末喷涂(焊)、环氧树脂涂护以及橡胶、尼龙复合材料修补等，还有采用不锈钢镶嵌、堆焊等。采用环氧树脂高分子材料涂护具有施工方法简单、价格低廉等优点，而且效果好。 通过优化配比，有针对性地调整材料的性能指标，显示出高强度的粘接力和吸收冲击能量的韧性，具有很高的抗汽蚀、磨蚀破坏的强度和硬度。 常见修复方法： 1、铜丝修补法 对于针孔状的汽蚀，只要其孔洞没有连接成片，可用紫铜丝打人针孔，用锉刀锉光即可。处理前要先用磨光机清除叶片表面铁锈、污物，然后用氧一乙炔焰吹除气孔内杂物，再向孔内填充适当粗细的紫铜丝，同时用尖手锤敲击，将紫铜丝挤压、挤实到孔中，最后用锉刀锉平。 2、气焊修补法 将叶轮放在炭火上加热到400-500℃，在补焊处挂锡，再用氧一乙炔焰把黄铜丝熔到需要修复的沟槽或孔洞中，焊完后移去
炭火，用石棉板覆盖保温，让叶片缓慢冷却，以免产生裂纹。焊补后用锉刀按原有轮廓线进行加工修整。 3、速成钢修补法 速成钢是一种固化前为胶泥状的粘接修补剂，固化后的强度高、硬度高、不收缩、不锈蚀，适合对钢、铁等金属材质出现的气孔、裂纹、砂眼等处填充与修补，具有较强的黏合效果。修补前，将拟修补处周围的浮锈、污物等清理干净，并粗糙化。 取出速成钢塑料管中的胶体，将胶体内芯与外皮两种不同颜色的材料用手快速充分揉和成一色(约1～2min)，达到发热柔软为好(公众号:泵管家)。在速成钢胶体要凝固前，用力粘牢到修补处，并随胶体固化过程用力(手或工具)多次压实，增强胶与叶片的附着力。速成钢硬化后，用锉刀锉平。 4、环氧树脂修补法 按配合比、顺序取适量环氧树脂、乙二胺、邻苯二甲酸二丁酯、丙酮放在玻璃器皿中混合、拌匀。搅拌时注意胶黏剂的黏稠度，适量添加丙酮用量。配制好的环氧树脂最好在20-30min内用完。用羊毛刷蘸取环氧树脂，刷涂叶片表面砂眼、气孔处，刷涂时用尖锥轻轻挤出砂眼、气孔中间的气泡，尽量涂匀涂实，同时用刮板轻轻刮平压实。 待环氧树脂1-2h固化后，再刷涂2～3遍。最后一遍涂刷时，务必使叶片表面光滑平顺。涂刷结束后，叶轮放在20-30℃及相
《三维造型设计》实训 说明书 题目：三元叶片泵的三维造型设计及装配 班级：机械设计与制造1104班 姓名：李孟博 学号： 2 1 0 2 3 1 1 0 4 2 2 指导老师：李彩风、孙振杰 实训时间：2013.7.1—2013.7. 5
目录 第一章 Pro/E软件 (3) 1.1Pro/E wildfire4.0的系统环境与设定 (3) 1.2Creo系统的主要模块及功能简介 (3) 1.3工作界面 (3) 第二章零件建模 (4) 2.1大滑块的零件建模 (4) 2.2压盖的零件建模 (5) 2.3泵体的零件建模 (5) 第三章工程图绘制 (8) 3.1设置格式 (8) 3.2大滑块的工程图 (9) 3．3压盖的工程图 (10) 3.4泵体的工程图 (11) 第四章装配图 (13) 总结 (15)
第一章 Pro/E软件 Creo是美国参数科技公司PTC公司于2010年10月推出CAD设计软件包。Creo是整合了PTC公司的三个软件Pro/Engineer的参数化技术、Concrete的直接建模技术和ProductView的三维可视化技术的新型CAD设计软件包，是PTC公司闪电计划所推出的第一个产品。 1.1Pro/E wildfire4.0的系统环境与设定 1．Pro/E野火版4.0的运行环境 CPU：2.0GHz以上；硬盘：剩余空间4GB以上； 内存：256MB以上；显存：64MB以上；鼠标：滚轮式三键 2．设置Pro/E的启动位置；鼠标右键单击Pro/E的快捷方式图标1.2Creo系统的主要模块及功能简介 1．草绘模块（Sketch）:创建和编辑二维平面草图 2．零件模块（Part）:创建三维模型 3．装配模块（Assembly）:组装部件或完整产品 4．工程图模块（Drawing）:由三维模型生成二维工程图 5．制造模块（Manufacturing）:高速加工、专业化加工及模具设计1.3工作界面
离心泵轴向力的平衡 摘要：简述离心泵的几种平衡方式，分析各种平衡方式的特点和其平衡力的计算 关键词：轴向力平衡力计算 我们知道离心泵在运行过程中由于进出口压力的不同，以及流体在泵的进出口的运动状态发生的变化等等因素，在离心泵转子上产生不同方向和大小的轴向力，这些轴向力的合力，会使离心泵的转子在其轴向窜动。这种窜动的后果是严重的，他会使泵的转子与固定零件接触产生摩擦，造成泵零件的损坏以至于不能工作。因此在机械上必须消除或平衡掉这些轴向力，使泵可以正常稳定的工作，保证其工作寿命。以下简单介绍轴向力的平衡方法和平衡力的计算。 1、轴向力的平衡方法 1.1 推力轴承 对于轴向力不大的小型泵，通常采用推力轴承承受轴向力。这种方既简单又法经济适用，即使在采用其他的平衡装置，考虑到总有一定的残余轴向力，有时也装推力轴承。 1.2 平衡孔配密封环（或平衡管） 平衡孔配密封环平衡轴向力的效果是减小轴向力，而不能完全平衡轴向力。这种平衡方式减少轴向力的程度取决于孔的数量和孔径的大小，通常取平衡孔的总面积等于5倍平衡环间隙面积。这种情况下任有10%～15%的不平衡轴向力。 1.3 双吸叶轮 双吸叶轮由于结构对称，能平衡轴向力，但是由于制造误差，以及两侧密封环磨损不同，亦会存在一定的残余的轴向力。 1.4 背叶片 背叶片除平衡轴向力外，同时能减小轴封前液体的压力，装背叶片的泵扬程大约提高1%～2%，但泵的效率下降2%～3%。 1.5 叶轮对称布置 叶轮对称布置是将泵的叶轮半数对半数，面对面或背靠背按一定次序排列起来，可使轴向力相互平衡。这种方法主要用于涡壳式多级泵，也可用在节段式多级泵和潜水泵中。 1.6 平衡鼓 平衡鼓是一个圆柱体，装在末级叶轮之后，随转子一起转动。其外圆表面与泵体形成径向间隙。平衡鼓前面是末级叶轮的后泵腔，后面是与吸入口相连通的平衡室，这样作用
离心泵的工作原理 HPK型单级单吸卧式热水离心泵 1 离心泵的工作原理 叶轮安装在泵壳2内，并紧固在泵轴3上，泵轴由电机直接带动。泵壳中央有一液体吸入4与吸入管5连接。液体经底阀6和吸入管进入泵内。泵壳上的液体排出口8与排出管9连接。 在泵启动前，泵壳内灌满被输送的液体；启动后，叶轮由轴带动高速转动，叶片间的液体也必须随着转动。在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排出管道，送至需要场所。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的真空，由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中。可见，只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出。
2 气缚现象 当泵壳内存有空气，因空气的密度比液体的密度小得多而产生较小的离心力。从而，贮槽液面上方与泵吸入口处之压力差不足以将贮槽内液体压入泵内，即离心泵无自吸能力，使离心泵不能输送液体，此种现象称为“气缚现象”。 为了使泵内充满液体，通常在吸入管底部安装一带滤网的底阀，该底阀为止逆阀，滤网的作用是防止固体物质进入泵内损坏叶轮或防碍泵的正常操作。 二、离心泵的主要部件 主要部件有叶轮、泵壳和轴封装置。 1 叶轮 叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能(主要增加静压能)。 叶轮一般有6~12片后弯叶片。 叶轮有开式、半闭式和闭式三种，如图2－2所示。
开式叶轮在叶片两侧无盖板，制造简单、清洗方便，适用于输送含有较大量悬浮物的物料，效率较低，输送的液体压力不高；半闭式叶轮在吸入口一侧无盖板，而在另一侧有盖板，适用于输送易沉淀或含有颗粒的物料，效率也较低；闭式叶轮在叶轮在叶片两侧有前后盖板，效率高，适用于输送不含杂质的清洁液体。一般的离心泵叶轮多为此类。 叶轮有单吸和双吸两种吸液方式。 2 泵壳 作用是将叶轮封闭在一定的空间，以便由叶轮的作用吸入和压出液体。泵壳多做成蜗壳形，故又称蜗壳。由于流道截面积逐渐扩大，故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速，使部分动能有效地转换为静压能。泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置。 3 轴封装置 作用是防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内。 常用轴封装置有填料密封和机械密封两种。 填料一般用浸油或涂有石墨的石棉绳。机械密封主要的是靠装在轴上的动环与固定在泵壳上的静环之间端面作相对运动而达到密封的目的。 离心泵的主要性能参数 一、流量Q(m3/h或m3/s) 离心泵的流量即为离心泵的送液能力，是指单位时间内泵所输送的液体体积。 泵的流量取决于泵的结构尺寸(主要为叶轮的直径与叶片的宽度)和转速等。操作时，泵实际所能输送的液体量还与管路阻力及所需压力有关。 二、扬程H(m)
液压泵的主要技术参数 （1）泵的排量（mL/r）泵每旋转一周、所能排出的液体体积。 （2）泵的理论流量（L/min）在额定转数时、用计算方法得到的单位时间内泵能排出的最大流量。（3）泵的额定流量（L/min）在正常工作条件下；保证泵长时间运转所能输出的最大流量。 （4）泵的额定压力（MPa）在正常工作条件下，能保证泵能长时间运转的最高压力。 （5）泵的最高压力（MPa）允许泵在短时间内超过额定压力运转时的最高压力。 （6）泵的额定转数（r/min）在额定压力下，能保证长时间正常运转的最高转数。 （7）泵的最高转数（r/min）在额定压力下，允许泵在短时间内超过额定转速运转时的最高转数。（8）泵的容积效率（%）泵的实际输出流量与理论流量的比值。 （9）泵的总效率（%）泵输出的液压功率与输入的机械功率的比值。 （10）泵的驱动功率（kW）在正常工作条件下能驱动液压泵的机械功率。 2.2 液压泵的常用计算公式（见表2） 表2 液压泵的常用计算公式 液压泵功率= 60压力 转速 排量? ? 第三章液压泵 3.1重点、难点分析 本章的重点是容积式泵和液压马达的工作原理；泵和液压马达的性能参数的定义、相互间的关系、量值的计算；常用液压泵和马达的典型结构、工作原
理、性能特点及适用场合；外反馈限压式变量叶片泵的特性曲线(曲线形状分析、曲线调整方法)等内容。学习容积式泵和马达的性能参数及参数计算关系，是为了在使用中能正确选用与合理匹配元件；掌握常用液压泵和马达的工作原理、性能特点及适用场合是为了合理使用与恰当分析泵及马达的故障，也便于分析液压系统的工作状态。 本章内容的难点是容积式泵和液压马达的主要性能参数的含义及其相互间的关系；容积式泵和液压马达的工作原理；容积式泵和液压马达的困油、泄漏、流量脉动、定子曲线、叶片倾角等相关问题；。限压式变量泵的原理与变量特性；高压泵的结构特点。 1．液压泵与液压马达的性能参数 液压泵与液压马达的性能参数主要有：压力、流量、效率、功率、扭矩等。 （1）泵的压力 泵的压力包括额定压力、工作压力和最大压力。液压泵（马达）的额定压力是指泵（马达）在标准工况下连续运转时所允许达到的最大工作压力，它与泵 （马达）的结构形式与容积效率有关；液压泵（马达）的工作压力p B (p M )是指泵 （马达）工作时从泵（马达）出口实际测量的压力，其大小取决于负载；泵的最大压力是指泵在短时间内所允许超载运行的极限压力，它受泵本身密封性能和零件强度等因素的限制；工作压力小于或等于额定压力，额定压力小于最大压力。 （2）泵的流量 泵的流量分为排量、理论流量、实际流量和瞬时流量。泵（马达）的排量V B（V M）是指在不考虑泄漏的情况下，泵（马达）的轴转过一转所能输出（输入）
单级离心泵轴向力平衡方法 ①轮上开平衡孔。其目的是使叶轮两侧的压力相等，从而使轴向力平衡，如图6-13（a）所示，在叶轮轮盘上靠近轮毂的地方对称地钻几个小孔（称为平衡孔），并在泵壳与轮盘上半径为r,处设置密封环，使叶轮两侧液体压力差大大减小，起到减小轴向力的作用。这种方法简单、可靠，但有一部分液体回流叶轮吸人口，降低了泵的效率。这种方法在单级、单吸离心泵中应用较多。 ②采用双吸叶轮。它是利用叶轮本身结构特点，达到自身平衡，如图6-13(b)所示，由于双吸叶轮两侧对称，所以理论上不会产生轴向力，但由于制造质量及叶轮两侧液体流动的差异，不可能使轴向力完全平衡。 ③叶轮上设置径向筋板。在叶轮轮盘外侧设置径向筋板以平衡轴向力，如图6-13（c）所示，设置径向筋板后，叶轮高压侧内液体被径向筋板带动，以接近叶轮旋转速度的速度旋转，在离心力的作用下，使此空腔内液体压力降低，从而使叶轮两侧轴向力达到平衡。其缺点就是有附加功率损耗。一般在小泵中采用4条径向筋板，大泵采用6条径向筋板。 ④设置止推轴承。在用以上方法不能完全消除轴向力时，要采用装止推轴承的方法来承受剩余轴向力。 多级离心泵轴向力平衡方法 ①泵体上装平衡管如图6-14所示，在叶轮轮盘外侧靠近轮毅的高压端与离心泵的吸人端用管连接起来，使叶轮两侧的压力基本平衡，从而消除轴向力。此方法的优缺点与平衡孔法相似。有些离心泵中同时设置平衡管与平衡孔，能得到较好的平衡效果。 ②叶轮对称排列将两个叶轮如图6-15所示背对背或面对面地装在一根轴上，使每两个相反叶轮在工作时所产生的轴向力互相抵消。
③采用平衡鼓装置，在分段式多级离心泵最后一级叶轮的后面，装设一个随轴一起旋转的平衡鼓，如图6-16所示。 ④采用平衡盘装置，如图6-17所示，在分段式多级离心泵最后一级叶轮后面，装设一个随轴一起旋转的平衡盘和在泵壳上嵌装一个可更换的平衡座。 ⑤采用平衡鼓与平衡盘联合装置该装置的特点就是利用平衡鼓将50% -80% 的轴向力平衡掉，剩余轴向力再由平衡盘来平衡，其结构图如6-18所示。
离心泵的工作原理和主要部件名称 一、离心泵的工作原理 1 离心泵的工作原理 叶轮安装在泵壳内，并紧固在泵轴3上，泵轴由电机直接带动。泵壳中央有一液体吸入4与吸入管5连接。液体经底阀6和吸入管进入泵内。泵壳上的液体排出口8与排出管9连接。 在泵启动前，泵壳内灌满被输送的液体；启动后，启动后，叶轮由轴带动高速转动，叶片间的液体也必须随着转动。在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排出管道，送至需要场所。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的真空，由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中。可见，只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出。 2 气缚现象
当泵壳内存有空气，因空气的密度比液体的密度小得多而产生较小的离心力。从而，贮槽液面上方与泵吸入口处之压力差不足以将贮槽内液体压入泵内，即离心泵无自吸能力，使离心泵不能输送液体，此种现象称为“气缚现象”。 为了使泵内充满液体，通常在吸入管底部安装一带滤网的底阀，该底阀为止逆阀，滤网的作用是防止固体物质进入泵内损坏叶轮或防碍泵的正常操作。 二、离心泵的主要部件 主要部件有叶轮、泵壳和轴封装置。 1 叶轮 叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能(主要增加静压能)。 叶轮一般有6~12片后弯叶片。 叶轮有开式、半闭式和闭式三种，如图2－2所示。 开式叶轮在叶片两侧无盖板，制造简单、清洗方便，适用于输送含有较大量悬浮物的物料，效率较低，输送的液体压力不高；半闭式叶轮在吸入口一侧无盖板，而在另一侧有盖板，适用于输送易沉淀或含有颗粒的物料，效率也较低；闭式叶轮在叶轮在叶片两侧有前后盖板，效率高，适用于输送不含杂质的清洁液体。一般的离心泵叶轮多为此类。 叶轮有单吸和双吸两种吸液方式。
摘要 本次毕业设计课题为变量叶片泵的三维建模及动态仿真，主要是根据变量泵各实际零件尺寸及形状，通过测绘及观察配合关系，分析其工作原理后，运用Solidwords三维建模软件对其进行实体建模。在整个设计过程中，需充分理解变量泵的运动原理，了解其排量和流量的计算形式。清楚变量泵的特点，对各零件的尺寸要精确测量，避免装配时尺寸不当。首先，需要对变量泵实体进行拆卸，在拆卸过程中需记住各配合关系；其次，对拆下的零件进行测量，记下其实际尺寸，并运用三维建模软件进行绘制；然后，将各个零件按照配合关系装配起来，形成装配体；最后，做出实体动画，仿真分析其工作原理，并对其进行说明。单作用变量泵的特点主要是它可以通过改变转子和定子的偏心距来调节泵的流量，使液压系统在工作进给时能量利用合理，效率高，油的温升小。 Abstract The topics for graduate design variables leaves the pump dynamic three-dimensional modeling and simulation, Variables are mainly based on the actual parts of the pump size and shape, through the mapping and observation with, Analysis of its working principles, Solidwords use of its three-dimensional modeling software modeling. Throughout the design process, the need for full understanding of the movement principle of variable pump, aware of their displacement and flow of the calculation. Variable pump clearly the characteristics of the various components to accurately measure the size, to avoid improper assembly at the size. First, the need for variable pump entities to be demolished, the demolition process in line with the need to keep in mind; Secondly, removing the parts were measured, recorded its actual size and use of three-dimensional modeling software rendering; Then, with relations between various parts in accordance with the assembly, formed assembly; Finally, to entities animation, simulation analysis of its working principles, and its description. Single variable pump is the main feature of it by changing the stator and rotor of the eccentricity to regulate the flow of pumps, hydraulic system at work when the feed energy use reasonable, high efficiency, small temperature rise of oil.
泵的轴向力产生及解决方法 黄洋 泵的轴向力尤其是多级离心式泵的轴向力不平衡在日常生产中常常遇到，较好的了解泵的轴向力的产生对于生产中有效缓解轴向力，延长设备使用寿命，从而提高设备的经济运行能力十分有必要。 产生轴向力的定义：离心泵在运转时，在其转子上产生一个很大的作用力，由于此作用力的方向与离心泵转轴的轴心线相平行，故称为轴向力。 离心泵产生的轴向力有以下几方面的原因： （1）水泵叶轮的前后盖板上液体压力作用的面积大小不相等，前后泵腔中液体压强的分布也不对称。因此，作用于叶轮前盖板上的液体压力和作用于吸入口的压力在轴向上不能与作用在后盖板上的液体压力相平衡，从而造成一个轴向的力，这个力是轴向力的主要组成部分。 （2）液体从叶轮吸入口流入又从叶轮出口流出，其速度大小和方向均不相同，液体动量的轴向分量发生了变化。因此，根据动量定理，在轴向方向作用了一个冲力，或称动反力，此力指向叶轮后面。 （3）轴台、轴端等结构因素引起的轴向力，其方向视具体情况而定。 （4）转子重量引起的轴向力，与转子的布置方式有关。 （5）影响轴向力的其它因素。 简单的对轴向力定义可以这样：转子沿着轴方向受到的合力。
轴向力的分力有： 1、叶轮进出口流体的压力差差生的轴向力； 2、转子对流体做功而受到流体的反作用力的轴向分力； 3、转子安装后重心与几何中心的偏差产生的轴向分力； 4、轴承以及电机不平衡传递至转子的轴向力； 轴向力平衡方法 在大多数情况下,泵内的轴向力值是比较大的。因此,必须设法平衡或消除作用在叶轮上的轴向力,否则,它将使转子串动甚至与固定零件接触,造成零部件损坏。 平衡轴向力的方法有： （1）用止推轴承平衡离心泵轴向力。如果止推轴承能可靠的承受轴向推力,这将是最有效的解决方法。但由于轴向力通常较大,用止推轴承来平衡轴向力就会使泵的结构非常复杂。所以,最好用水力方法来平衡轴向力。但是这样就只有在降低离心泵效率的情况下才能做到这一点。 （2）用背(副)叶片方法平衡轴向力。在叶轮后盖板上作几个径向肋筋———背(副)叶片,当叶轮旋转时由于背叶片的作用,使作用与叶轮后盖板上的液体压力值下降,从而使作用于叶轮上的轴向力的到部分平衡。 (3)用双吸叶轮平衡轴向力。双吸叶轮由于结构对称，能平衡轴向力。但由于制造误差，或两侧密封环磨损不同，亦会存在一定的残余的轴向力。
液压、气动 一、液压传动 1、理解：液压传动是以流体为工作介质进行能量传递的传动方式。 2、组成原件 1、把机械能变换为液体（主要是油）能量（主要是压力能）的液压泵 2 、调节、控制压力能的液压控制阀 3、把压力能转换为机械能的液压执行器（液压马达、液压缸、液压摆动马达） 4 、传递压力能和液体本身调整所必需的液压辅件 液压系统的形式 3、部分元件规格及参数 衡力，磨损严重，泄漏较大。 叶片泵：分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。这种泵流量均匀、运转平稳、噪音小、作压力和容积效率比齿轮泵高、结构比齿轮泵复杂。 柱塞泵：容积效率高、泄漏小、可在高压下工作、大多用於大功率液压系统；但结构复杂，材料和加工精度要求高、价格贵、对油的清洁度要求高。 一般在齿轮泵和叶片泵不能满足要求时才用柱塞泵。还有一些其他形式的液压泵，如螺杆泵等，但应用不如上述3种普遍。
适用工况和应用举例 【KCB/2CY型齿轮油泵】工作原理： 2CY、KCB齿轮式输油泵在泵体中装有一对回转齿轮，一个主动，一个被动，依靠两齿轮的相互啮合，把泵内的整个工作腔分两个独立的部分。A为入吸腔，B为排出腔。泵运转时主动齿轮带动被动齿轮旋转，当齿化从啮合到脱开时在吸入侧(A)就形成局部真空，液体被吸入。被吸入的液体充满齿轮的各个齿谷而带到排出侧(B)，齿轮进入啮合时液体被挤出，形成高压液体并经泵的排出口排出泵外。 KCB/2Y型齿轮油泵型号参数和安装尺寸如下： 【KCB/2CY型齿轮油泵】性能参数：
【KCB/2CY型齿轮油泵】安装尺寸图： KCB18.3~83.3与2CY1.1~5安装尺寸图 KCB200~960与2CY8~150安装尺寸图 双联叶片泵（两个单级泵并联组成，有多种规格）
第二部分泵 一、填空题 1.离心泵由离心泵在启动之前，泵内应灌满（），即灌泵。启动后，原动机带动叶轮旋转，叶轮上的叶片迫使液体一起旋转而产生（），使液体沿（）甩向叶轮出口。 2.离心泵的（）性能曲线L—Q与（）的性能曲线H—Q两条曲线的交点是泵运转时的工况点。 3.离心泵改变管路性能曲线L—Q的方法有（）调节法、（）调节和（）变化自动调节；改变泵的性能曲线H—Q的方法有改变泵的（）、改变（）几何参数、改变叶轮数目和改变泵的运行（）。 4.离心泵的（）性能曲线是选择泵和操作使用的主要依据；离心泵的（）性能曲线是合理选择驱动机功率和操作启动泵的依据；离心泵的（）性能曲线是检查泵的工作经济性的主要依据；离心泵的（）关系曲线反映了泵在各种流量下的汽蚀性能。 5.由比转数的定义式可知，比转数大反映泵的流量（）、扬程（）。 6.离心泵启动时，为减小启动功率，应关闭（）阀门，而轴流泵启动时排液管上的闸阀必须（）。 二、名词解释题 1.泵的流量： 2.泵的扬程： 3.泵的效率： 4.水力效率： 5.容积效率： 6.机械效率：
三、单选题 1.在下列零部件中，属于离心泵零部件的是（）。 Ａ．气阀Ｂ．泵轴Ｃ．转鼓Ｄ．十字头 2.在下列零部件中，属于离心泵过流部件的是（）。 Ａ．轴封Ｂ．泵轴Ｃ．吸入室Ｄ．轴承座 3.离心泵叶轮按吸入方式的不同，可分为单吸式和( )叶轮。 A.双吸式 B.双作用 C.开式 D.多级 4.离心泵叶轮按有无前后盖板，其结构可分为闭式、开式和( )叶轮。 A.双面进气式 B.单作用 C.半开式 D.多级 5.在单级离心泵中轮盘背面加平衡叶片的作用是平衡( )。 A.径向力 B.惯性力 C.液流冲击力 D.轴向力 6.平衡盘在多级离心泵中的作用是平衡( )。 A.径向力 B.液流冲击力 C.轴向力 D.惯性力 7.下列属于离心泵常用的密封装置的是（）。 Ａ．活塞环密封Ｂ．干气密封Ｃ．迷宫密封Ｄ．填料密封 8.下列密封装置属于离心泵轴封的是（）。 Ａ．机械密封Ｂ．干气密封Ｃ．迷宫密封Ｄ．口环密封 9.属于容积式泵的是( )。 A.齿轮泵和螺杆泵 B.隔膜泵和离心泵 C.往复泵和轴流泵 D.柱塞泵和叶片泵 10.属于叶片式泵的是( )。 A.齿轮泵和螺杆泵 B.轴流泵和离心泵 C.往复泵和混流泵 D.柱塞泵和旋涡泵 四、简述题 1.什么是离心泵的汽蚀现象和汽蚀余量？离心泵的汽蚀是怎样产生的？有何克服措施？