机电一体化中泵的结构与维护 毕业论文.doc

毕业设计（论文）日照职业技术学院毕业设计（论文）题 目： 机电一体化中泵的结构与维护 院 部： 机电工程学院 专 业： 机电一体化技术 学 号： 学生姓名： 指导教师： 二o一二 年 五 月 二十九 日摘要 机电一体化是现代科学技术发展的必然结果，提起机电大家必然会想起电机，而电机的左膀右臂中泵是必不可少的一位！本文简述了泵的基本结构、其在生产中的应用以及日常中泵的维修与维护。我半年的实习生活就是维修一些设备机械，其中最常接触就要属泵了。接下来我就介绍下我对泵的认识。关键词：机电一体化、泵、结构、应用与维护 titleabstract:mechatronics is the inevitable result of development of modern science and technology, to mention the electromechanical everyone is bound to think of the motor, while the right-hand man of the motor pump is essential for a this paper outlines the basic structure of the pump, and its application in production, as well as day-to-day in pump repair and maintenance.i half-year internship life is maintaining some equipment, machinery, of which the most common exposure is necessary to the case of pump. next, i introduce the next pump.keywords: mechatronics, pump, structure, application and maintenance目录摘要.1目录.3引言.4第1章 泵的概要.51.1泵的认识.51.2泵的分类.5 1.2.1按叶轮吸入方式分.5 1.2.2.安叶轮数来分.7 1.2.3.安扬程来分.8 1.2.4.安泵的用途和输送液体性质分类.81.3离心泵的认识.9 1.3.1.离心泵的型号.9 1.3.2.离心泵的结构.10第二章 泵的保养与维修.182.1.泵的保养.182.2.泵的维修.192.2.1.离心泵不能启动或启动负荷大 .192.2.2. 离心不排液 .202.2.3. 离心不排气.202.2.4.离心泵流量不足原因及处理方法.202.2.5.离心泵扬程不够原因及处理方法 .202.2.6.离心泵运行中功耗大原因及处理方法.20结束语.21致谢.22参考文献.23引言由于现代科学技术的不断发展，简单的机械已无法继续满足工业的生产，在这种需求下，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域朝着微电子技术和计算机技术等高科技领域迅速发展，逐渐演化为一新名词机电一体化。这项综合技术使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。第一章 泵的概要1.1.泵的认识泵是用来提升液体、输送液体或使液体增加压力 , 即把原动机的机械能变为液体能量从而达到抽送液体目的的机器。泵分为化工用泵、水泵。主要差异：特殊材料和设计，防止腐蚀和适应化工工艺，包括结构、轴封、材料及检修难度。化工用泵的要求：（1）适应化工工艺要求运行可靠。（2）耐腐蚀，耐磨损。（3）满足无泄漏要求。（4）耐高温或耐低温并能有效连续工离心泵在工作时，依靠高速旋转的叶轮，液体在惯性离心力作用下获得了能量以提高了压强。离心泵在工作前，泵体和进口管线必须罐满液体介质，防止气蚀现象发生。当叶轮快速转动时，叶片促使介质很快旋转，旋转着的介质在离心力的作用下从叶轮中飞出，泵内的水被抛出后，叶轮的中心部分形成真空区域。一面不断地吸入液体，一面又不断地给予吸入的液体一定的能量，将液体排出。离心泵便如此连续不断地工作。为了使离心泵能正常工作，离心泵必须配备一定的管路和管件，这种配备有一定管路系统的离心泵称为离心泵装置。如图11所示为离心泵的一般装置示意图，主要有底阀、吸入管路、出口阀、出口管线等。1.2.离心泵的分类离心泵的种类很多，分类方法常见的有以下几种方式 1.2.1.按叶轮吸入方式分（1）单吸式离心泵（如图13）：我站稳前泵、稳后泵、循环水泵等都是此类泵。双吸式离心泵；如图所示13，我站消防泵是此类泵。 1.2.2.安叶轮数来分（1）单级离心泵 泵中只有一个叶轮，单级离心泵是一种应用广泛的泵。由于液体在泵内只有一次增能，所以扬程较低。如图12所示为单级单吸离心泵。（2）多级离心泵 具有两个或两个以上叶轮的离心泵称为多级离心泵。级数越多压力越高，这种泵的叶轮一般为单吸式。1.2.3.安扬程来分（1）、低压泵：扬程20m；（2）、中压泵 ：扬程 20-100m；（3）、高压泵：扬程100m ； 1.2.4.安泵的用途和输送液体性质分类（1）清水泵；（2）泥浆泵；（3）酸泵； （4）碱泵；（5）油泵； （6）砂泵； （7）低温泵； （8）高温泵；（9）屏蔽泵等。1.3离心泵的认识1.3.1.离心泵的型号：型 号泵 的 名 称型 号泵 的 名 称isb或bad或dadlyygfpiso3国际标准型单级单吸离心水泵单级单吸悬臂式离心清水泵 多级分段式离心泵多级立式管形离心泵离心式油泵离心式管道油泵耐腐蚀泵屏蔽式离心泵s或shdskdkdszfywwx单级双吸式离心水泵多级分段式首级为双吸叶轮 多级中开式离心泵多级中开式首级为双吸叶轮 自吸式离心泵耐腐蚀液下式离心泵一般旋涡泵旋涡离心泵1.3.2.离心泵的结构离心泵的品种很多，各种类型泵的结构虽然不同，但主要零部件基本相同。主要零部件有泵壳、泵盖、泵体、叶轮、密封环、泵轴、机封或填料函、联轴器、轴承等。（1）转子：是指离心泵的转动部分，它包括叶轮、泵轴、轴套、轴承等零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，是离心泵重要零件一。 叶轮一般由轮毅、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：l 闭式叶轮叶轮的两侧均有盖板，盖板间有46个叶片，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两种类型。双吸叶轮，适用于大流量泵，其抗汽蚀性能较好。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体。l 半开式叶轮这种叶轮只有后盖板，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。l 离心泵叶轮的叶片有圆柱形叶片和组曲叶片两种。圆柱形叶片是指整个叶片沿宽度方向均与叶轮轴线平行，叶轮叶片均为圆柱形叶片。l 叶轮的材料，主要是根据所输送液体的化学性质、杂质及在离心力作用下的强度来确定。清水离心泵叶轮用铸铁或铸钢制造，输送具有较强腐蚀性的液体时，可用青铜、不锈钢、陶瓷、耐酸硅铁及塑料等制造。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。泵轴的主要作用是传递动力，支承叶轮保持在工作位置正常运转。它一端通过联轴器与电动机轴相连，另一端支承着叶轮作旋转运动，轴上装有轴承、轴向密封等零部件。泵轴属阶梯轴类零件，一般情况下为一整体。但在防腐泵中，由于不锈钢的价格较高，有时采用组合件。接触介质的部分用不锈钢，安装轴承及联轴器的部分用优质碳素结构钢，不锈钢与碳钢之间可以采用承插连接或过盈配合连接。由于泵轴用于传递动力，且高速旋转，在输送清水等无腐蚀性介质的泵中，一般用45#钢制造，并且进行调质处理。在输送盐溶液等弱腐蚀性介质的泵中，泵轴材料用40cr，且调质处理。在防腐蚀泵中，即输送酸、碱等强腐蚀性介质的泵中，泵轴材质一般为1crl8ni9或1crl8ni9ti等不锈钢。轴套的作用是保护泵轴，使填料与泵轴的摩擦转变为填料与轴套的摩擦，所以轴套是离心泵的易磨损件。轴套表面一般也可以进行渗碳、渗氮、镀铬、喷涂等处理方法，表面粗糙造度要求一般要达到ra3.2mra0.8m。可以降低摩擦系数，提高使用寿命。 轴承起支承转子重量和承受力的作用。离心泵上多使用滚动轴承，其外圈与轴承座孔采用基轴制，内圈与转轴采用基孔制，配合类别国家标准有推荐值，可按具体情况选用。轴承一般用润滑脂和润滑油润滑。蜗壳与导轮的作用，一是汇集叶轮出口处的液体，引入到下一级叶轮入口或泵的出口；二是将叶轮出口的高速液体的部分动能转变为静压能。一般单级和中开式多级泵常设置蜗壳，分段式多级泵则采用导轮。蜗壳是指叶轮出口到下一级叶轮入口或到泵的出口管之间截面积逐渐增大的螺旋形流道，如图所示。其流道逐渐扩大，出口为扩散管状。液体从叶轮流出后，其流速可以平缓地降低，使很大一部分动能转变为静压能。导轮是一个固定不动的圆盘，正面有包在叶轮外缘的正向导叶，这些导叶构成了一条条扩散形流道，背面有将液体引向下一级叶轮人口的反向导叶，其结构如图116所示。液体从叶轮甩出后，平缓地进入导轮，沿着正向导叶继续向外流动，速度逐渐降低，动能大部分转变为静压能。液体经导轮背面的反向导叶被引入下一级叶轮导轮上的导叶数一般为48片，导叶的入口角一般为8一16，叶轮与导叶间的径向单侧间隙约为lmm。若间隙过大，效率会降低；间隙过小，则会引起振动和噪声。与蜗壳相比，采用导轮的分段式多级离心泵的泵壳容易制造，转能的效率也较高。但安装检修较蜗壳困难。另外，当工况偏离设计工况时，液体流出叶轮时的运动轨迹与导叶形状不一致，使其产生较大的冲击损失。由于导轮的几何形状较为复杂，所以一般用铸铁铸造而成。从叶轮流出的高压液体通过旋转的叶轮与固定的泵壳之间的间隙又回到叶轮的吸入口，称为内泄漏。为了减少内泄漏，保护泵壳，在与叶轮入口处相对应的壳体上装有可拆换的密封环密封环的结构形式有三种，如图(a)为平环式，结构简单，制造方便。但密封效果差；图 (b)为直角式的密封环，液体泄漏时通过一个90的通道，密封效果比平环式好，应用广泛；图 (c)为迷宫式密封环，密封效果好，但结构复杂，制造困难，一般离心泵中很少采用。密封环内孔与叶轮外圆处的径向间隙一般在0102mm之间。密封环磨损后，使径向间隙增大，泵的排液量减少，效率降低，当密封间隙超过规定值时应及时更换。 密封环应采用耐磨材料制造，常用的材料有铸铁、青铜等。从叶轮流出的高压液体，经过叶轮背面，沿着泵轴和泵壳的间隙流向泵外，称为外泄漏。在旋转的泵轴和静止的泵壳之间的密封装置称为轴封装置。它可以防止和减少外泄漏，提高泵的效率，同时还可以防止空气吸入泵内，保证泵的正常运行。特别在输送易燃、易爆和有毒液体时，轴封装置的密封可靠性是保证离心泵安全运行的重要条件。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种。填料密封指依靠填料和轴(轴套)的外圆表面接触来实现密封的装置。它由填料箱(又称填料函)、填料、液封环、填料压盖和双头螺栓等组成，液封环安装时必须对准填料函上的入液口，通过液封管与泵的出液管相通，引入压力液体形成液封，并冷却润滑填料。填料密封是通过填料压盖压紧填料，使填料发生变形，并和轴(或轴套)的外圆表面接触，防止液体外流和空气吸入泵内。填料密封的密封性可用调节填料压盖的松紧程度加以控制。填料压盖过紧，密封性好，但使轴和填料间的摩擦增大，加快了轴的磨损，增加了功率消耗，严重时造成发热、冒烟，甚至将填料烧毁。填料压盖过松，密封性差，泄漏量增加，这是不允许的。合理的松紧度应该使液体从填料函中滴状漏出，每分钟控制在1520滴左右。对有毒、易燃、腐蚀及贵中叶体，由于要求泄漏量较小或不准泄漏，可以通过另一台泵将清水或其他无害液体打到液封环中进行密封，以保证有害液体不漏出泵外。也可采用机械密封装置。低压离心泵输送温度小于40时，常用石墨填料或黄油渗透的棉织填料；输送温度小于250、压力小于18mpa的液体时，用石墨浸透的石棉填料；输送温度小于400、允许工作压力为25mpa的石油产品时，用金属箔包石棉芯子填料。填料密封的密封性能差，不适用于高温、高压、高转速、强腐蚀等恶劣的工作条件。机械密封装置具有密封性能好，尺寸紧凑，使用寿命长，功率消耗小等优点，近年来在化工生产中得到了广泛的使用。(1)结构及工作原理依靠静环与动环的端面相互贴合，并作相对转动而构成的密封装置，称为机械密封，又称端面密封。其结构如图所示。紧定螺钉1，将弹簧座2固定在轴上，弹簧座2、弹簧3、推环4、动环6和动环密封圈5均随轴转动，6静环7、静环密封圈8装在压盖上，并由防转销9固定，静止不动。动环、静环、动环密封圈和弹簧是机械密封的主要元件。而动环随轴转动并与静环紧密贴合是保证机械密封达到良好效果的关键。单端面机械密封 双端面机械密封 正确合理地选择机械密封装置中的各零件材料，是保证密封效果，延长使用寿命的重要条件。材料必须满足设备运转中的工作条件，具有较高的强度、刚度、耐蚀性、耐磨性和良好的加工性。在一对摩擦副中，不用同一材料制造动环和静环，以免运转时发生咬合现象。通常是动环材质硬，静环材质软，即硬软配对。常用的金属材料有铸铁、碳钢、铬钢、铬镍钢、青铜、碳化钨等，非金属材料有石墨浸渍巴氏合金、石墨浸渍树脂、填充聚四氟乙烯、酚醛塑料、陶瓷等。辅助密封圈一般用各种橡胶、聚四氟乙烯、软聚氯乙烯塑料等。弹簧常用材料有磷青铜、弹簧钢及不锈钢。由于机械密封本身的工作特点，动静环的端面在工作中相互摩擦，不断产生摩擦热，使端面温度升高，严重时会使摩擦副间的液膜汽化，造成干摩擦，使摩擦副严重磨损，温度升高还使辅助密封圈老化，失去弹性，动静环产生变形。为了消除这些不良影响，保证机械密封的正常工作，延长使用寿命，故要求对不同工作条件采取适当的冷却措施，以将摩擦热及时带走。第二章 泵的保养与维修2.1.泵的保养化工用泵总运行泵与备用泵应相互轮回应用，一般一个月换一次。每月进行一次一般保养，半年进行一次全面保养。与泵体相连的5米范围内管道阀门、压力表等随泵体一起保养。保养规范：（1）泵体：a、检查润滑油质量、油量是否符合规定，不足应及时加油，如发现油质变色、有铁屑应将润滑油全部更换。b、检查盘根松紧度，滴水是否符合规定，体会各紧固件牢靠无松动。c、泵体无渗水、溢水、沙眼，泵轴渗水无流到地面。d、检查泵轴转动灵活，泵轴与电机在同一中心线，机座紧锢、螺丝无锈蚀（油防锈措施）、垫片齐。e、外观整洁、油漆完好、标志清楚。（2）阀门、管道、接头附件a阀门开关灵活，关闭严密、无漏水。b、阀体手柄完好，阀杆润滑好，外观整洁。c、单向阀动作灵活，无漏水。d、检查压力表，压力表指针灵活准确，紧固良好，表阀接头无渗水。2.2.泵的维修气蚀现象：由于液体汽化、凝结而使叶轮遭受破坏及影响泵正常运行的现象 称离心泵的“气蚀现象”气蚀的危害：当泵叶轮的叶片进入处压力低于液体饱和蒸汽压时，泵发生气蚀现象。使泵产生噪音和震动，扬程、功率、效率明显下降。叶轮内表面遭受破坏。防气蚀措施：降低泵的安装高度和液体的温度减小液体密度和吸入管的阻力损失提高吸液管液面压力在叶轮前设置诱导轮或采用抗气蚀材料制造叶轮2.2.1.离心泵不能启动或启动负荷大 原因及处理方法如下： (1)原动机或电源不正常。处理方法是检查电源和原动机情况。 (2)泵卡住。处理方法是用手盘动联轴器检查，必要时解体检查，消除动静部分故障。 (3)填料压得太紧。处理方法是放松填料。 (4)排出阀未关。处理方法是关闭排出阀，重新启动。 (5)平衡管不通畅。处理方法是疏通平衡管。 2.2.2. 离心不排液 原因及处理方法如下： (1)灌泵不足（或泵内气体未排完）。处理方法是重新灌泵。 (2)泵转向不对。处理方法是检查旋转方向。 (3)泵转速太低。处理方法是检查转速，提高转速。 (4)滤网堵塞，底阀不灵。处理方法是检查滤网，消除杂物。 (5)吸上高度太高，或吸液槽出现真空。处理方法是减低吸上高度；检查吸液槽压力。 2.2.3. 离心不排气(1)吸入管路漏气。处理方法是检查吸入侧管道连接处及填料函密封情况。 (2)灌泵时吸入侧气体未排完。处理方法是要求重新灌泵。 (3)吸入侧突然被异物堵住。处理方法是停泵处理异物。 (4)吸入大量气体。处理方法是检查吸入口有否旋涡，淹没深度是否太浅。 2.2.4.离心泵流量不足原因及处理方法 (1)系统静扬程增加。处理方法是检查液体高度和系统压力。 (2)阻力损失增加。处理方法是检查管路及止逆阀等障碍。 (3)壳体和叶轮耐磨环磨损过大。处理方法是更换或修理耐磨环及叶轮。 (4)其他部位漏液。处理方法是检查轴封等部位。 (5)泵叶轮堵塞、磨损、腐蚀。处理方法是清洗、检查、调换。 2.2.5.离心泵扬程不够原因及处理方法 (1)叶轮装反（双吸轮）。处理方法是检查叶轮。 (2)液体密度、粘度与设计条件不符。处理方法是检查液体的物理性质。 (3)操作时流量太大。处理方法是减少流量。 2.2.6.离心泵运行中功耗大原因及处理方法(1)叶轮与耐磨环、叶轮与壳有磨檫。处理方法