叶片泵的种类
叶片泵的工作原理和结构比齿轮泵更复杂,但它具有工作压力更高、流量脉动更小、运行稳定、噪音更低、使用寿命更长等优点,因此被广泛应用于专业机床、自动线等中低压液压系统。叶片泵分为单作用叶片泵(最大工作压力为7.0兆帕的变量泵)和双作用叶片泵(最大工作压力为7.0兆帕的固定泵)。单作用叶片泵的结构和原理定子有一个圆柱形内表面,定子和转子之间有一个偏心距。叶片安装在转子槽中,可以在槽中移动。当转子旋转时,叶片由于离心力而紧靠定子的内壁,从而在定子、转子、叶片和两侧的配油盘之间形成几个密封的工作区域。当转子以图中所示的方向旋转时,叶片逐渐向外延伸,并在叶片之间形成工作空间。在图的左边部分,叶片逐渐被定子内壁压入槽内,工作空间逐渐缩小,油从压油口压出,即压油腔。吸油室和油压室之间有一个油封区,将吸油室和油压室隔开。叶片泵转子旋转一周,每个工作空间完成吸油和加压,所以称为单作用叶片泵。
CB400水泵叶片拆卸顺序:
1、拧下吐出侧轴承压盖上的螺栓和吐出段、填料函体、轴承体三个件之间的联接螺母卸下轴承部件;
2、拧下轴上的圆螺母,依次卸下轴承内圈、轴承压盖和挡套后,卸下填料体(包括填料压盖、填料环和填料等);
3、依次卸下轴上的O型密封胶圈、轴套、平衡盘和键后,卸下吐出段(包括末G导叶、平衡环等);
4、卸下末级叶轮和键后,卸下中段(包括导叶)。按同样方法继续卸下其余各级的叶轮、中段和导叶,直到卸下SG叶轮为止;
5、拧下吸水段与轴承体的联接螺母和轴承压通上的螺栓后,卸下轴承部件;
6、将轴从吸入段中抽出,拧下轴上的固定螺母,依次将轴承内圈、O型密封圈、轴套和挡套等卸下;
7、拆卸自吸离心泵叶轮时,需要测量转子轴向窜动量和径向跳动量,测量时需要及时记录。转子转动一圈,同一侧点的较大值到较小值,为该点的跳动量;
8、拆卸叶轮背帽,取下叶轮,拆卸前,仔细确认背帽转向,严禁反向用力损害背帽。叶轮用撬杠撬下时,应该撬在叶轮的肋板处,避免把叶轮撬裂。外观检查叶轮背帽,应该没有咬扣和滑丝现象,如果有应该及时修理并且更换;
9、拆卸叶轮导向平键,检查平键外观应该没有明显变形和缺失,和键槽配合应该符合规定要求,如果没有应该修理或者更换叶轮。
顺时针逆时针只要看叶片的弧度就行,一般是顺时针。
工作原理:
水泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的 机械能或其他外部能量传送给液体,使液体能量增加,主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等,也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。衡量水泵性能的技术参数有流量、吸程、扬程、轴功率、水功率、效率等;根据不同的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型。容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量;叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量,有离心泵、轴流泵和混流泵等类型。
1 、容积式泵:利用工作腔容积周期变化来输送液体。
2 、叶片泵:利用叶片和液体相互作用来输送液体。
离心泵:
1、离心泵的工作原理
水泵开动前,先将泵和进水管灌满水,水泵运转后,在 叶轮高速旋转而产生的离心力的作用下,叶轮流道里的水被甩向四周,压入蜗壳,叶轮入口形成真空,水池的水在外界大气压力下沿吸水管被吸入补充了这个空间。继而吸入的水又被叶轮甩出经蜗壳而进入出水管。由此可见,若离心泵叶轮不断旋转,则可连续吸水、压水,水便可源源不断地从低处扬到高处或远方。综上所述,离心泵是由于在叶轮的高速旋转所产生的离心力的作用下,将水提向高处的,故称 离心泵。
2、离心泵的一般特点
(1)水沿离心泵的流经方向是沿叶轮的轴向吸入,垂直于轴向流出,即进出水流方向互成90°。
(2)由于离心泵靠叶轮进口形成真空吸水,因此在起动前必须向泵内和吸水管内灌注引水,或用真空泵抽气,以排出空气形成真空,而且泵壳和吸水管路必须严格密封,不得漏气,否则形不成真空,也就吸不上水来。
(3)由于 叶轮进口不可能形成绝对真空,因此离心泵吸水高度不能超过10米,加上水流经吸水管路带来的沿程损失,实际允许安装高度(水泵轴线距吸入水面的高度)远小于10米。如安装过高,则不吸水;此外,由于山区比平原大气压力低,因此同一台水泵在山区,特别是在高山区安装时,其安装高度应降低,否则也不能吸上水来。
依靠旋转的叶轮对液体产生作用力把原动机的机械能传递给液体。由于离心泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中,其速度能和压力能都得到增加,被叶轮排出的液体经过压出室,大部分速度能转换成压力能,然后沿排出管路输送出去,这时叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压,吸水池中的液体在液面压力(大气压)的作用下,被压入叶轮的进口,于是,旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。
叶片式水泵是用的最普遍的泵种。
水泵抽水的原理如下:
利用安装在泵轴上的叶轮高速旋转,叶片与被输送液体发生力的相互作用,使液体获得能量, 以达到输送液体的目的。
叶片泵按叶轮的工作原理分为:离心泵、轴流泵和混流泵三种基本类型。离心式常用于卧式泵,轴流泵和混流泵常用于立式泵。
离心泵由于叶轮在充满水的泵壳里不停地旋转,叶轮上叶片之间的水受到离心力的作用做离心运动,以一定的速度和压力冲向壳体,经壳体中的流道流入水泵的出水管路,与此同时,叶轮的中心部位形成真空,吸水管路的水在大气压力的作用下,流入叶轮中心部位来填补这个真空区域,流入叶轮中心部位的水又受到离心力的作用后,又经壳体中流入水泵的出水管路。这样,只要吸水管路能保持有水的补充和叶轮不停的旋转,就完成了水泵的连续输送水的过程。
显然增加K0可以减小V0,从而减小NPSHr,改进泵的抗汽蚀性能。但K0取的过大,液流在进口处的扩散严重,破坏了流动平顺和稳定性,形成旋涡使水力效率下降。另一方面,Dj增大,口环内径变大,口环的泄漏因泄漏过流面积增加而增大,使泵的容积效率下降。K0一般按下述原则选取:
对要求具有高抗汽蚀性能的叶轮,取K0=4.5~5.5
对兼顾抗汽蚀性能和效率的叶轮,取K0=4.0~4.5
对于主要考虑提高效率的叶轮,取K0=3.5~4.0
对本设计而言,取k0=5.5.
选取叶轮进口直径:Dj=D0=538mm.
改善吸入性能-改变叶片的进口角 。
叶片进口角,通常都大于进口相对液流角,即β1>β1′正冲角△β=β1-β1′。冲角值通常为△β=(3~10)°,个别情况大到15°。采用正冲角能提高抗汽蚀性能,而且对效率影响不大,其理由如下:(1)增大了叶片进口角β1,从而可以减小叶片的弯曲,增大叶片进口过流面积,减小叶片的排挤。这些因素都减小υ0和W0,提高泵的抗汽蚀性能。(2)采用正冲角,在设计流量下,液体在叶片进口背面产生脱流。因为背面是叶片间流道的低压侧,该脱流引起的旋涡不易向高压侧扩散,因而旋涡被控制在局部,对汽蚀的影响较小。反之,负冲角时液体在叶片工作面产生旋涡,该旋涡易于向低压侧扩散,对汽蚀的影响较大。在正冲角时,压降系数λ在很大正冲角范围内变化不大,在负冲角时,λ急剧上升。本次改造中适当增大了叶片进口角,使△β=12°。(3)泵的流量增加时,β1增大,采用正冲角可以避免泵在大流量下运转时出现负冲角。
改变叶轮的制造工艺和叶片的材料
采用焊接式叶轮,叶片、轮毂、盖板皆分开制造后焊接成整体。叶片选用σs,σb都较高的瑞典牌号3RE60双相不锈钢制造。叶轮盖板及轮毂均采用18-8.3RE60为瑞典Sandvik厂60年代初期开发的著名的耐应力腐蚀的双相不锈钢。这种Cr18型的双相不锈钢是目前合金元素含量最低,可焊性良好的耐应力腐蚀钢种。它在氯化物介质中的耐孔蚀性能同317L相当,耐中性氯化应力腐蚀性能显著优于普通18-8型奥氏体不锈钢,用于承受较低应力(≤σs)和较低浓度氯化物条件下的设备和部件,尤其耐以孔蚀为起源的应力腐蚀效果显著,它有较好的强度一韧性综合性能、冷热加工工艺性能及焊接性能,适用作结构材料。其机械性能如下:
σb≥700Mpa,σ0.2≥450Mpa,δ5≥30%,ψ≥60,AK/J≥150J,HRC≥26.
此种制造方法与铸造叶轮相比有以下几点优越性:①由于叶片材质3RE60的σs与σb都高,加上超低碳的抗蚀性能好,使得抗汽蚀能力明显增加。②叶片是锻材,保证比较高的锻造比,材料致密,晶粒细化,抗汽蚀性能优于铸造叶片。③在叶轮制造过程中,由于叶片处于敞开状态,可以对叶片进行整修,使得叶片光洁,解决了铸造叶片打磨困难,表面粗糙的问题,从而提高叶轮的抗汽蚀能力。④叶轮分开制造,叶片可以采用优良的材质,而叶轮盖板及轮毂可采用次之的材质,大大降低了叶轮的制造成本。
叶轮要求动平衡好(同心度高,叶片质量均匀),这样会减少泵的振动,它与叶片的奇偶数无关。