第一篇-船用泵和空气压缩机课件

1、2008-1-3010.辅机概述大型远洋轮船2008-1-3020.辅机概述集装箱轮 满足运输国际标准集装箱需要，在各种船舶中具有最快的航行船速。 模块船为了运输各种设备的专用船舶，船上没有货舱，事先将设备组合成若干模块，直接装在甲板上。2008-1-3030.辅机概述散装货船运输谷物等散装货物的专用船舶，为防止航行过程中散装货物的流动，货舱上部设有倾斜状的三角形平衡罐储 。 煤炭铁矿石兼容运输船由于煤炭的比重小于铁矿石，因此货舱容积大于铁矿石专用船。运送煤炭时全舱装载，运输铁矿石则采用跳跃装载。 2008-1-3040.辅机概述主机和辅机主机驱动船舶推进器的动力装置。 （船舶主推进装置）MA

2、N-B&W 6S42MC低速机 2008-1-3050.辅机概述主机和辅机辅机船舶上除主机以外的动力机械。 （船舶辅助机械）空调装置 船用锅炉 船用水泵2008-1-3060.辅机概述辅机分类按用途分为船舶推进装置服务：（为主机服务） 燃油输送泵、滑油泵、海水、淡水泵、空气压缩机、分油机等。为船舶航行与安全服务： 舵机、系泊设备、吊艇机、消防泵、舱底水泵、压载泵等。为货运服务： 起货机、通风机、制冷装置、货油泵、洗舱泵等。用于改善劳动和生活条件： 制冷及空调装置、海水淡化装置、饮水及卫生水泵、热水循环泵、通风机、减摇装置、船用锅炉等。 5.用于防污染： 油水分离器、生活污水处理装置、焚烧炉、污

3、油、污水泵等。2008-1-3070.辅机概述辅机分类按种类分船用泵气体压送机械甲板机械辅助锅炉油净化装置防污染装置海水淡化装置制冷和空调装置2008-1-3080.辅机概述船舶辅机第一篇 船用泵和空气压缩机第二篇 甲板机械第三篇 船舶制冷装置和空气调节装置第四篇 船舶锅炉、海水淡化和防污染装置第一篇 船用泵和空气压缩机船用泵总述第一章 往复泵第二章 回转泵第三章 离心泵第四章 漩涡泵第五章 喷射泵第六章 活塞式压缩机2008-1-30101.往复泵-工作原理和特点往复泵属于容积式泵（由泵内容积的变化进行吸排）基本组成 活塞、活塞杆、泵缸、泵 阀、曲柄连杆机构工作原理单作用往复泵活塞往复一次，

4、吸排液体一次；仅活塞的一端腔室工作，吸排阀各一个。2008-1-30111.往复泵-工作原理和特点工作原理（续）双作用往复泵 活塞往复一次，吸排液体两次；活塞的两端腔室均工作，吸排阀各两个。作用数K 泵在一个360度的曲柄回转角度内， 吸（排）液体的次数。 K1 单作用泵 K2 双作用泵 K3 三作用泵 K与泵的工作腔室数、泵缸数目有关2008-1-30121.往复泵-工作原理和特点自吸能力 具有能将泵的吸入管和泵内的空气排除的能力往复泵的流量理论流量：活塞的有效工作面在单位时间内所扫过的容积。 Qt =60 K AeS n m3/hK 泵的作用数；S 活塞行程，m；N 泵的转速，rmin；A

5、e 活塞平均有效工作面积，m2。2008-1-30131.往复泵-工作原理和特点往复泵的流量双作用泵的平均有效工作面积: m2D 泵缸直径，m； d 活塞杆直径，m。一般d (0.120.5)D，低压泵取下限。往复泵的实际流量Q理论流量Qt的原因泵吸入的液体可能含有气泡；泵阀关闭的迟滞可造成液体流失；活塞环、活塞杆填料等处存在的间隙以及泵阀关闭不严等产生漏泄。效率：清水泵 ；化工泵2008-1-30141.往复泵-工作原理和特点往复泵的流量（续）瞬时流量q ：任一时刻泵的理论流量。 q = A v m3/s A - 工作面积m2；v -活塞的速度 m/s 且 r -曲柄长度 m； 角速度 1/

6、s脉动率Q 表示泵供液的不均匀程度， 式中 qmax、qmin、qm分别为表示最大、最小和平均理论流量。 Q它与曲柄连杆长度比有关2008-1-30151.往复泵-工作原理和特点往复泵的流量（续）脉动率Q多作用泵流量的均匀度比单作用泵强；作用数K越大，流量越均匀；奇数K的往复泵比偶数K的往复泵的流量均匀。K123403.141.570.140.320.23.201.600.250.322008-1-30161.往复泵-工作原理和特点往复泵的特点有较强的自吸能力理论流量与工作压力无关，只取决于转速、泵缸尺寸和作用数。额定排出压力与泵的尺寸和转速无关，主要取决于泵原动机的功率、轴承的承载能力、泵的

7、强度和密封性能等。流量不均匀，会导致排出压力波动。转速不宜太快。运送含固体杂质的液体时，泵阀容易磨损和泄漏。结构较复杂，易损件(活塞环、泵阀、填料等)较多 2008-1-30171.往复泵-空气室和泵阀往复泵的空气室 一个充有空气的容器，处于泵的吸入口或排出口附近，称为吸入或排出空气室。空气室的作用当瞬时流量q大于平均流量qm时，泵的排出压力pd升高，超排液体压缩空气室内气体暂存；当瞬时流量q小于平均流量qm 时，排出压力pd 降低，空气室内的气体膨胀，将暂存液体压向排出管。通常装设排出空气室，例，船用双缸四作用 电动往复泵排出空气 室应大于液缸行程容 积(D2S/4)的4倍。2008-1-3

8、0181.往复泵-空气室和泵阀往复泵的泵阀泵阀的种类作用：吸入阀和排出阀；形式：有盘阀、环阀、锥阀、球阀等盘阀环阀锥阀球阀2008-1-30191.往复泵-空气室和泵阀往复泵的泵阀（续）泵阀的特点盘阀和环阀适用于常温清水、低粘度或粘度不大的介质；易于加工、耐磨，应用广泛；环阀的阀隙过流周长大，适合于大流量的场合；但刚性较差，不宜在高压下使用。锥阀刚性好、阻力小；适于输送粘度较大的液体及P较高的场合。球阀能够旋转、阻力较小、磨损均匀；密封面窄、密封性能较好；适于输送粘度较高的液体；尺寸不宜过大，多用于流量、转速较小的场合。2008-1-30201.往复泵-空气室和泵阀往复泵的泵阀（续）泵阀阻力按

9、泵阀开启受力的平衡关系得：式中：p1,p2 阀盘上下的液体压力、As 阀座孔截面积、Gvs阀和弹簧在液体中的重力、Rs阀的弹簧力、 Av阀盘面积、 jv 阀盘作不等速运动的惯性力2008-1-30211.往复泵-空气室和泵阀往复泵的泵阀（续）泵阀阻力（续）阀的比载荷阀的阻力为（p2-p1)/g 主要取决比载荷，即：阀重量阀弹簧弹力阀的盘面积2008-1-30221.往复泵-空气室和泵阀往复泵的泵阀（续）泵阀的运动规律阀的流量 根据连续流动方程和孔口出流公式： 其中：且：Cv、lv、Av为阀隙的流速、周长、通流面积 为断面收缩系数、为流速系数2008-1-30231.往复泵-空气室和泵阀往复泵的

10、泵阀（续）泵阀的运动规律阀的升程h公式 图中：计算的泵阀升程； 容积瞬时变化时升程的修正量； 升程变化理论曲线，I和II的代数和； 实际泵阀升程曲线结论：曲柄转速越高，则qv越大，hmax越大；阀隙的周长lv、比载荷Hv越大，则hmax 越小；流量系数大，阀的升程h小;最大升程hmax 越大，则关闭滞后角越大。2008-1-30241.往复泵-空气室和泵阀往复泵的泵阀（续）对泵阀的要求（严、轻、快、小）除足够的强度、刚度，结构简单、工艺性好和检修方便外，关闭严密；关闭时撞击要轻，工作平稳无声； 启闭迅速及时；阻力小，要求阀的质量和比载荷小，可提高水力效率、增大泵的允许吸上真空度。 2008-1

11、-30251.往复泵-习题往复泵为何要设空气室?对空气室的使用管理上应特别注意什么问题?往复泵打不上水的原因有哪些?对往复泵水阀的要求有哪些?影响往复泵容积效率的主要因素是什么?往复泵的转速对泵的吸入性能有何影响？ 名词解释：往复泵无声工作条件 ； 往复泵泵阀的比载荷；脉动率 。第二章 回转泵 rotary pump第一节 齿轮泵 gear pump 第二节 螺杆泵 screw pump第三节 叶片泵 vane pump第四节 水环泵 water ring pump复习思考题2008-1-30272.回转泵 - 齿轮泵结构组成一对啮合的齿轮及泵体、端盖、转轴；主动齿轮由原动机驱动，齿顶和端面被

12、泵体和前后端盖包围，齿轮齿型有直齿、斜齿、人字齿；相啮合的齿将吸入腔和排出腔隔开2008-1-30282.回转泵 - 齿轮泵工作原理吸入和排出在吸入口，退出啮合的齿继续回转，将入口的液体带向壳壁，入口压力随即下降，在入口压力作用下，液体经入口流入；随着齿轮回转，吸满液体的齿沿壳壁转到排出腔；当再次啮合时，齿间压力上升，液体即被排出。结构特点驱动轮轴如果反转，吸排方向相反由于啮合紧密，齿顶和端面间隙都小，液体不会大量漏回吸入腔磨擦面较多，只用来排送有润滑性的油液。2008-1-30292.回转泵 - 齿轮泵齿轮泵的困油现象成因为转运平稳，要求齿轮的重迭系数大于1在部分时间内相邻两对齿会同时处于啮

13、合状态，形成一个封闭空间V ，使一部分油液困在其中，而这封闭的容积V又将随着齿轮的转动而变化(大小大，呈正抛物线形)，从而产生困油现象。进入啮合退出啮合2008-1-30302.回转泵 - 齿轮泵齿轮泵的困油现象（续）危害（当封闭V减小时，液体受挤压，被迫由缝隙中挤出） 产生噪音和振动使轴承受到很大的径向力功率损失增加。容积效率降低（封闭V增大时，部分液体析出气泡对泵的工作性能和使用寿命都有害排除(使封闭V缩小时和排出腔沟通，增大时和吸入腔沟通)开卸荷槽；结构简单，容易加工，且对称布置，泵正、反转时都适用，因此被广泛采用。对称卸荷槽还不十分完善（还有噪音和振动）2008-1-30312.回转泵

14、 - 齿轮泵齿轮泵的径向力特点：液体压力从排出腔到吸入腔沿外周逐级降低；其合力通过齿轮中心指向吸入端；工作压力越高，径向力越大。影响：增加轴承的负荷；影响泵的寿命。2008-1-30322.回转泵 - 齿轮泵齿轮泵的流量每转的理论排量Qt应为两个齿轮全部齿间工作容积之和；假设齿间工作容积与齿的有效体积相等；理论流量近似值可用齿的有效部分所扫过的一个径向高度为2m的环形体积计算2008-1-30332.回转泵 - 齿轮泵齿轮泵的流量（续）计算公式：式中：D 分度圆直径，mm； m 模数(m=Dz，z为齿数)，mm； B 齿宽，mm； n 转速，rmin； K 修正系数，一般为1.051.15。中

15、、低压齿轮泵流量公式 Qt6.66zm2Bn 10-6 Lmin高压齿轮泵的流量公式： Qt7zm2Bn 10-6 Lmin2008-1-30342.回转泵 - 齿轮泵齿轮泵的流量（续）影响齿轮泵容积效率v的主要因素：齿轮泵的实际流量跟容积效率v有关密封间隙；约占总漏泄的7080，排出和吸入压力；漏泄量与间隙两端的压差成正比。 吸入真空度增加时，气体析出量增加，v亦将降低。油液的温度和粘度油温上升，粘度下降，漏泄就越大油温过低则粘度太大，吸入条件变差，吸入真空度变大，析出气体增多，也会使v下降。转速转速低Qt就小，使v降低，在转速低于200300 rmin，v将降到不能容许的地步转速过高又会造

16、成吸入困难，也使v降低。2008-1-30352.回转泵 - 齿轮泵齿轮泵的特点有一定的自吸能力能形成一定的真空度，位置可高于滑油液面；排送气体时密封性差，自吸能力不如往复泵理论流量由工作部件的尺寸和转速决定，与排出压力无关。额定排出压力与工作部件尺寸、转速无关？Pd取决于泵的密封性能和轴承承载能力为防泵过载，一般应设安全阀。流量连续，有脉动结构简单，无泵阀、与电动机直联、价格低廉。磨擦面较多，用于排送不含固体颗粒的油类液体。2008-1-30362.回转泵 - 齿轮泵齿轮泵的典型结构外啮合齿轮泵2008-1-30373.回转泵 - 齿轮泵齿轮泵的典型结构（续）外啮合齿轮泵（续） 结构特点：主

17、动齿轮2、3和从动齿轮4、5是由右和左螺旋齿轮拼成的人字齿轮-既能承受较大负荷，又可避免产生轴向推力。齿轮4空套在从动轴7上-补偿制造、安装时的误差，具有一定的自整位能力防超过额定压力，装设有安全阀 10为防止油液外漏，泵轴6上设有机械轴封-由静环11和动环12构成2008-1-30383.回转泵 - 齿轮泵齿轮泵的典型结构（续）内啮合齿轮泵带月牙形隔板的内齿轮泵齿环3与圆盘泵轴一体；底盘6上有月牙形隔板2和与泵轴偏心的短轴，短轴上套着齿轮1；泵轴带齿环3转动时，与其内啮合的齿轮1也转动，产生吸排作用。2008-1-30393.回转泵 - 齿轮泵齿轮泵的典型结构（续）内啮合齿轮泵（续）摆线转子

18、泵外转子2比内转子1多一个齿，二者轴线偏心，异速转动。工作时所有内转子1的齿都进入啮合相邻两齿的啮合线与泵体4和前盖5、后盖6形成若干个密封腔转动时密封腔容积发生变化即可吸排液体2008-1-30403.回转泵 - 齿轮泵齿轮泵的管理齿轮泵管理要点注意泵的转向和连接；起动前泵内要存有油液，防止摩损拆装时要防止损伤密封元件，上紧轴封盖时要均匀，防止干摩擦；不宜超额定压力工作；要防止吸口真空度大于允许吸上真空度；保持合适的油温和粘度；要防止吸入空气；控制端面间隙，对泵的自吸能力和v影响大；高压齿轮泵敏感度大，吸油口可用150目滤器。2008-1-30412.回转泵 - 齿轮泵齿轮泵的管理（续）常见

19、故障分析不能排油或流量不足泵内间隙过大，新泵或修过的齿轮表面未浇油，难以自吸；泵n过低、反转或卡阻吸入管漏气或吸口露出液面。吸高太大(一般应不超过500mm)；油温太低，粘度太大；吸入管路阻塞，如吸入滤器脏堵或容量太小，吸入阀未开等；排出管漏泄或旁通，安全阀或弹簧太松；排出阀未开或排出管滤器堵塞，安全阀顶开2008-1-30422.回转泵 - 齿轮泵齿轮泵的管理（续）常见故障分析工作噪声太大液体噪声，是由于漏入空气或产生气穴现象；机械噪声，对中不良、轴承损坏或松动、安全阀跳动、齿轮啮合不良；泵轴弯曲或其它机械摩擦等。磨损太快油液含磨料性杂质；长期空转；排出压力过高，泵轴变形严重；中心线不正。2

20、008-1-30432.回转泵 - 螺杆泵结构和工作原理 螺杆泵有单螺杆、双螺杆、三螺杆和五螺杆泵之分，船上以三螺杆泵居多：结构主要由缸套，主、从动螺杆、泵体及盖板组成；通常主动螺杆为凸螺杆、从动螺杆为凹螺杆；主、从动螺杆转向相反。单螺杆双螺杆2008-1-30442.回转泵 - 螺杆泵三螺杆2008-1-30452.回转泵 - 螺杆泵结构和工作原理（续）工作原理啮合螺杆之间以及螺杆与缸套间形成多个彼此分隔的容腔吸入端，液体进入凹、凸螺杆形成的空腔内，当凹、凸螺杆啮合则进液结束；。随着螺杆旋转，凹、凸螺杆形成的封闭空腔逐渐变小，液体不断受到压缩；排出端凹、凸螺杆脱离啮合，封闭空腔打开，液体排出

21、；螺杆反转，则吸、排方向相反。2008-1-30462.回转泵 - 螺杆泵结构和工作原理（续）三螺杆泵的啮合线凸螺杆1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13A点（6、12）B点（1、2、7、8、13）C点（3、9）D点（4、5、10、11）凹螺杆1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-132008-1-30472.回转泵 - 螺杆泵单螺杆泵的结构和工作原理主要部件由泵缸（丁晴橡胶）和螺杆制成螺杆回转时，各分隔剖面即从右向左移动。排出液体。（见教材p32，图2-12）螺杆轴相对于泵缸轴作圆周运动，由万向轴6实现。1、排出口2、转子3、定子4、连轴杆5、吸入口6、联

22、轴节7、排水孔8、轴密封9、轴承10、传动轴2008-1-30482.回转泵 - 螺杆泵双螺杆泵的结构和工作原理双螺杆泵有密封和非密封型密封型特点：齿形由渐开线和摆线 组合而成；其容积效率略逊于摆 线啮合的螺杆泵；但工艺简化，成本降低。非密封型采用矩形或梯形齿形的螺杆不能形成完全封闭的啮合线，为非密封型；为减少漏泄，需增加导程数，但螺杆长度受限制，只能减小螺旋升角，易导致螺杆自锁；由齿轮传递扭矩，主、从动螺杆不直接接触。2008-1-30492.回转泵 - 螺杆泵双螺杆泵的结构和工作原理（续）双螺杆泵有外轴承式和内轴承式外轴承式- 同步齿轮和轴承装在泵体外面，单独润滑内轴承式- 齿轮和轴承置于

23、泵体内部下图是两侧吸入、中间排出结构，轴向力可基本平衡。2008-1-30502.回转泵 - 螺杆泵螺杆泵的流量过流面积:液体将从缸套与螺杆端面之间的空隙部分连续流出，A=缸套内腔横截面积-螺杆端面横截面积螺杆泵的理论流量为： Q = 60Atn m2h 其中：t-导程；n-转速对三螺杆泵； A=1.243d2H；t=10/3dH双螺杆泵；A=8eR单螺杆泵； A=R22008-1-30512.回转泵 - 螺杆泵螺杆泵的流量内漏螺杆顶园与泵缸（衬套）的径向间隙；螺杆之间顶园与根园及螺旋面间的啮合间隙。内漏量与径向间隙的立方以及工作压力差成正比。容积效率三螺杆泵 v =0.750.95单螺杆泵

24、v =0.650.75双螺杆泵 v 0.5 0.85。2008-1-30522.回转泵 - 螺杆泵受力分析轴向力端面液压力指向吸入端螺旋面液压力；在凸螺杆上指向吸入端、在凹螺杆上指向排出端，部分抵消了端面轴向力。平衡螺杆轴向力，可采用的措施(1)设置止推轴承 (2)采用双吸型式(3)液力平衡装置径向力（三螺杆p36图2-15）凸螺杆各处的径向液压力完全对称凹螺杆承受径向不平衡力（一边啮合状态，圆周液压力不同）但两凹螺杆所受力大小相同、方向相反。2008-1-30532.回转泵 - 螺杆泵受力分析（续）转矩液压力对凸螺杆还产生切向分力，形成阻转矩凹螺杆上、下螺旋面液压力产生阻转矩，这两个转矩大小

25、不等（作用面积不同）。螺杆泵的特点没有困油现象，流量和压力均匀轴向吸入，没有离心力的影响，吸入性能好。三螺杆泵受力平衡和密封性能良好对所输送的液体搅动少水力损失可忽略不计零部件少，相对重量和体积小，磨损轻，维修工作少，使用寿命长。2008-1-30542.回转泵 - 螺杆泵螺杆泵的管理要点应防止干转以免严重磨损；吸入管路必须装滤器，吸入油面应高出吸入管口100mm以上；不宜反向运转；起动时应先将吸、排截止阀全开， 停用时先断电，后关排出阀，停转再关吸入阀，以免泵内存液吸空； 不容许长时间通过安全调压阀回流运转；螺杆较长，刚性较差，容易弯曲变形，安装时要注意保持螺杆表面间隙均匀；注意液温、粘度，

26、吸入大量空气及吸入滤器堵塞，防止气蚀发生。2008-1-30552.回转泵 - 叶片泵双作用叶片泵的工作原理定子(内腔型线)两段长半径圆弧；两段短半径圆弧；四段过渡曲线；转子有若干叶槽，内有叶片；旋转时，叶片受离心力及液压力作用下，外顶定子内壁，并在槽内往复滑动；配油盘在定子和转子两侧；盘上有两对吸、排口；在定子、转子、叶片和配油盘之间形成若干个工作空间；叶片由短转向长半径时，叶片间容积增大，P降低，经配油盘吸油2008-1-30562.回转泵 - 叶片泵双作用叶片泵的工作原理（续）叶片由长向短半径时，叶片间容积减小，经配油盘的排出口排油。当叶片位于密封区时， 正好将吸、排口隔开， 叶片间容积

27、不变， 没有困油问题。转子转一周，每工作 容积都吸、排两次 （双作用泵）。1.转子，2.定子，3.叶片，4.泵体2008-1-30572.回转泵 - 叶片泵单作用叶片泵的工作原理（续）定子内腔型线是圆，转子轴与定子偏心逆时针回转时工作容积右半增大、左半减小在密封区接触的定子曲线与 转子不同心密封区的弧长大于两 个叶片间的弧长叶间工作容积先增大，后缩小， 会产生困油现象，但不太严重在排出口边缘开卸荷槽即可解决。流量均匀性好，转子所受径向液压力基本平衡； 双作用泵一般为定量泵；单作用泵一般为变量泵。1.转子2.定子3.叶片4.泵体2008-1-30582.回转泵 - 叶片泵内反馈限压式叶片泵配油盘

28、中线相对于定子中线顺转向偏转了角排油的作用力产生分力FxFx PB时, 流量即随 排压增加 而迅速降低1.泵体，2.定子，3.流量调节，4.转子，5.滑块，6.补偿调节，7.补偿弹簧2008-1-30592.回转泵 - 叶片泵叶片泵的结构（双作用）定子、转子、叶片定子大、小弧段间的过度曲线应使叶片的移动速度变化小叶片取偶数，保证转子径向力平衡配油盘两个吸入口和两个排出口四个密封区密封角两叶片间的圆心角2/Z2008-1-30602.回转泵 - 叶片泵叶片泵的结构（双作用） （续）叶片的倾角和倒角为了保证叶片在滑 槽中自由滑动，不 被卡死；双作用泵叶片槽前 倾角=1014， 叶片后倒角单作用泵叶

29、片槽后 倾角= 2030， 叶片后倒角2008-1-30612.回转泵 - 叶片泵叶片泵的流量工作空间容积最大值V最小值V一次的排量Z(VV)不计叶片厚度的理论流量双作用泵单作用泵 2008-1-30622.回转泵 - 叶片泵叶片泵的特点流量较均匀，运转平稳，噪声较低；双作用泵径向力平衡，轴承寿命长，内部密封性也较好；结构紧凑，尺寸较小而流量较大；对工作条件要求较严，叶片抗冲击较差，较容易卡住，对油液清洁度和粘度比较敏感；结构较复杂，零件制造精度要求较高。 在船上，叶片泵多作为液压系统的工作油泵，也可用作清洁油类的输送泵等。2008-1-30632.回转泵 - 叶片泵叶片泵的管理要点叶片泵都有规定的转向，不允许反转 转子叶槽有倾斜，叶片有倒角等叶片泵装配配油盘与定子应该正确安装、定位拆装时，注意工作表面清洁，油液应很好过滤，叶片在叶槽中的间隙， 0.0150.03mm；太大会使漏泄增加，太小则叶片不能自由伸缩；叶片泵的轴向间隙对容积效率影响很大 小型泵-0.0150.03mm、中型泵-0.