【新KS型單級單吸離心泵的設計13000字（論文）】

PAGE32新KS型單級單吸離心泵的設計目□□錄TOC\o"1-3"\h\u7281引言 445042型號意義示例及名詞解釋 483972.1型號名稱：KS125—100—200 4223402.2名詞解釋 410963新KS型單級單吸離心泵的主要性能參數(shù) 5219993.1流量Q(m3/h或m3/s) 5146113.2揚程H(m) 584003.3效率 6107013.4軸功率N(W或kW) 7130974新KS型單級單吸離心泵的特性曲線 7151825新KS型單級單吸離心泵工作原理 8170606新KS型單級單吸離心泵的主要部件 9266216.1葉輪 9137786.2泵殼（即泵體和泵蓋） 117446.3泵軸 13264556.4軸承 14186006.5懸架 15255456.6填料函 15215897新KS型單級單吸離心泵的安裝 16325998新KS型單級單吸離心泵的水泵檢驗標準 182718.1水泵檢驗裝置的組成 18188498.2各組成部分的設計要素 18176449新KS型單級單吸離心泵的操作程序 222290110新KS型單級單吸離心泵間性能的改變和換算 251441610.1輸送液體物性的影響及換算 253053610.2轉(zhuǎn)速的影響及換算 252174910.3葉輪直徑D2的影響及換算 25938011結束語 264645參考文獻 261引言利用離心力輸水的想法最早出現(xiàn)在列奧納多達芬奇所作的草圖中。1689年，法國物理學家帕潘發(fā)明了四葉片葉輪的蝸殼離心泵。但更接近于現(xiàn)代離心泵的，則是1818年在美國出現(xiàn)的具有徑向直葉片、半開式雙吸葉輪和蝸殼的所謂馬薩諸塞泵。1851～1875年，帶有導葉的多級離心泵相繼被發(fā)明，使得發(fā)展高揚程離心泵成為可能。盡管早在1754年，瑞士數(shù)學家歐拉就提出了葉輪式水力機械的基本方程式，奠定了離心泵設計的理論基礎，但直到19世紀末，高速電動機的發(fā)明使離心泵獲得理想動力源之后，它的優(yōu)越性才得以充分發(fā)揮。在英國的雷諾和德國的普夫萊德雷爾等許多學者的理論研究和實踐的基礎上，離心泵的效率大大提高，它的性能范圍和使用領域也日益擴大，已成為現(xiàn)代應用最廣、產(chǎn)量最大的泵。此次設計中以型號KS125-100-200作為數(shù)據(jù)依據(jù)。2型號意義示例及名詞解釋2.1型號名稱：KS125—100—200KS：符合國際標準的用語空調(diào)制冷等領域的單級單吸離心泵。125：泵吸入口直徑（mm）。100：泵排出口的直徑（mm）。200：葉輪名義直徑(mm).2.2名詞解釋離心泵：通過利用離心力輸水的水泵。單級單吸：單級是指一個葉輪，單吸是指只有一個進水口。在離心泵系列中還有雙級雙吸、雙級單吸、單級雙吸離心泵，至于葉輪和進水口的數(shù)量主要是通過考慮到離心泵的功率和性能參數(shù)來確定的，其中單級單吸離心泵是功率和性能最簡單的一種。3新KS型單級單吸離心泵的主要性能參數(shù)3.1流量Q(m3/h或m3/s)離心泵的流量即為離心泵的送液能力，是指單位時間內(nèi)泵所輸送的液體體積。泵的流量取決于泵的結構尺寸(主要是葉輪的直徑和葉片的寬度)和轉(zhuǎn)速。運行時，實際泵能輸送的液體量和管道阻力及所需壓力。注意：因為泵安裝在特定的管路上，所以管路的特性必然要影響流量的大小。

3.2揚程H(m)離心泵的揚程又稱為泵的壓頭，是指單體重量流體經(jīng)泵所獲得的能量。泵揚程的大小取決于泵的結構(如葉輪直徑的大小、葉片彎曲度、轉(zhuǎn)速等)。目前，泵的壓頭還不能從理論上精確計算，一般采用實驗方法確定。泵的揚程可同實驗測定，即在泵進口處裝一真空表，出口處裝一壓力表，若不計兩表截面上的動能差(即Δu2/2g=0)，不計兩表截面間的能量損失(即∑f1-2=0)，則泵的揚程可用下式計算注意以下兩點：(1)式中p2為泵出口處壓力表的讀數(shù)(Pa)；p1為泵進口處真空表的讀數(shù)(負表壓值，Pa)。(2)注意區(qū)分離心泵的揚程(壓頭)和升揚高度兩個不同的概念。揚程是指單位重量流體經(jīng)泵后獲得的能量。在一管路系統(tǒng)中兩截面間(包括泵)列出柏努利方程式并整理可得

式中H為揚程，而升揚高度僅指Δz一項。3.3效率離心泵的效率η反映泵對液體提供的有效能量與原動機提供給泵的能量（軸功率N）之比。離心泵的能量損失包括以下幾項：3.3.1容積損失ηv

各種泄漏、回流，使泵對這部分液體作了無用功，減少了泵的實際輸送能量。ηv與泵結構及液體在泵進、出口處的壓強差有關。3.3.2機械損失ηm

由泵軸與軸承之間、泵軸與填料函之間以及葉輪蓋板外表面與液體之間產(chǎn)生摩擦而引起的能量損失。其值一般為0.96—0.99。3.3.3水力損失ηh

葉片間渦流造成的損失、液體入泵時的水力沖擊損失、液體與泵殼、葉片間的摩擦損失之和。水力損失ηh與泵的結構、流量及液體的性質(zhì)有關。離心泵的效率反映這三項能量損失的總和，故又稱為總效率η，總效率為這三個效率的乘積，即：

η=ηvηmηh這里ηv、ηm與流量Q無關。

由水力損失圖示（右圖）可知：額定流量Qs（ηh=0.8--0.9）下hf最小，η最高。一般小型離心泵的效率為50%--70%，大型泵可高達90%。泵的效率值與泵的類型、大小、結構、制造精度和輸送液體的性質(zhì)有關。大型泵效率值高些，小型泵效率值低些。3.4軸功率N(W或kW)泵的軸功率即泵軸所需功率，其值可依泵的有效功率Ne和效率η計算，即泵的效率不是一個獨立性能參數(shù)，它可以由別的性能參數(shù)例如流量、揚程和軸功率按公式計算求得。反之，已知流量、揚程和效率，也可求出軸功率。4新KS型單級單吸離心泵的特性曲線泵的各個性能參數(shù)之間有一定的相互依賴性，可以對泵進行測試，分別測量和計算參數(shù)值，并畫出曲線來表示，這些曲線稱為泵的特性曲線。每個泵都有泵制造商提供的特定特性曲線。推薦的性能段，稱為泵的工作范圍，通常在工廠給出的特性曲線上表示。泵的實際工作點是由泵曲線與泵裝置特性曲線的交點確定的。選擇和使用泵時，應使泵的工作點落在工作范圍內(nèi)，以保證運行的經(jīng)濟性和安全性。此外，同一泵對不同粘度的液體，其特性曲線也會發(fā)生變化。通常，泵廠家給出的特性曲線大多是指輸送潔凈冷水的特性曲線。對于動力泵來說，隨著液體粘度的增加，揚程和效率的增加，軸功率增大，所以行業(yè)內(nèi)有時會將粘度較大的液體加熱粘度較小，以提高輸送效率。特性曲線指H～Q、N～Q及η～Q（也有含△h～Q或hs～Q的）等的關系曲線。***特性曲線圖見附圖（1）***特性曲線的共同特點：（1）H～Q：Q↑→H↓（2）N～Q：Q↑→N↑，Q=0，Nmin；（3）η～Q：先Q↑→η↑，達ηmin后Q↑→η↓，ηmax點——設計點。其下的H、Q（即Os）、N是最佳工況參數(shù)——標于銘牌上。選擇泵時至少應使其在≥92%ηmax下工作。5新KS型單級單吸離心泵工作原理離心作用實際上是物體慣性的一種表現(xiàn)。例如，當傘緩慢旋轉(zhuǎn)時，水滴會隨著傘一起旋轉(zhuǎn)，因為傘與水滴之間的摩擦力就是水滴的向心力。但如果雨傘旋轉(zhuǎn)得更快，摩擦力不足以讓水滴保持圓周運動，那么水滴就會遠離雨傘，向外緣移動。這就像用繩子拉一塊石頭繞成一個圈。如果你走得太快，繩子就會斷，石頭就會飛出來。這叫做離心分離法。離心泵就是根據(jù)這一原理設計的。高速旋轉(zhuǎn)的葉輪葉片帶動水旋轉(zhuǎn)，將水拋出，從而達到運輸?shù)哪康?。離心泵有很多種。從用途上可分為民用和工業(yè)用泵，從輸送介質(zhì)上可分為清潔水泵、雜質(zhì)泵、耐腐蝕泵等。單級單吸離心泵的主流部件有吸入腔、葉輪和壓力腔。吸入室位于葉輪入口的前面，將液體引到葉輪。壓水腔主要有螺旋壓水腔(蝸殼式)、導葉和空間導葉三種形式;葉輪是泵最重要的工作部件，是心臟的流動部件，葉輪由蓋板和葉片的中間部分組成。單級單吸離心泵在啟動工作前，先將泵注滿液，然后啟動離心泵，將快速旋轉(zhuǎn)的葉輪，葉輪的葉片帶動液體，液體依靠轉(zhuǎn)動慣量向葉輪外緣流動，同時從葉輪的吸力室被吸進液體，在這個過程中，液體在葉輪的葉片內(nèi)流動，在流動的周圍液體向葉片上升，反之，葉片施加在液體上的力與提升力相等且相反。這個力作用在液體上，使液體獲得能量并流出葉輪。此時液體的動能和壓力能都增加了。啟動后，葉輪在軸的帶動下高速旋轉(zhuǎn)，葉片之間的液體也必須跟著旋轉(zhuǎn)。在離心力的作用下，液體從葉輪中心拋擲到外緣獲得能量，高速離開葉輪外緣進入蝸泵殼內(nèi)。在蝸殼內(nèi)，液體由于流道的逐漸膨脹而減速，將部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓能，最后以較高的壓力流入排氣管，被輸送到需要的地方。當液體從葉輪中心流向外緣時，葉輪中心形成一定的真空。由于儲罐液面以上的壓力大于泵進口處的壓力，液體被不斷地壓入葉輪內(nèi)。可見，只要葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，液體就會繼續(xù)被吸入和排出。***工作原理圖見附圖（2）***6新KS型單級單吸離心泵的主要部件單級單吸離心泵的基本構造是由七部分組成的，分別是：葉輪，泵體（即泵體和泵蓋），泵軸，軸承，懸架，機械密封，填料函。兩個主要部分構成：一是包括葉輪和泵軸的旋轉(zhuǎn)部件；二是由泵殼、填料函和軸承組成的靜止部件。6.1葉輪6.1.1葉輪是離心泵的核心部分，它轉(zhuǎn)速高出力大，葉輪上的葉片又起到主要作用，葉輪在裝配前要通過靜平衡實驗。葉輪上的內(nèi)外表面要求光滑，以減少水流的摩擦損失。葉輪的作用是將原動機的機械能直接傳給液體，以增加液體的靜壓能和動能(主要增加靜壓能)。

葉輪室是泵的流部件的核心，泵通過葉輪對液體的作功，使其能量增加。葉輪按液體流出的方向分為三類：

（1）徑流式葉輪（離心式葉輪）液體是沿著與軸線垂直的方向流出葉輪。

（2）斜流式葉輪（混流式葉輪）液體是沿著軸線傾斜的方向流出葉輪。

（3）軸流式葉輪液體流動的方向與軸線平行的。葉輪按吸入的方式分為二類：

（1）單吸葉輪（即葉輪從一側(cè)吸入液體）。

（2）雙吸葉輪（即葉輪從兩側(cè)吸入液體）。

葉輪按蓋板形式分為三類：

（1）封閉式葉輪。

（2）敞開式葉輪。

（3）半開式葉輪。

其中封閉式葉輪應用很廣泛，前述的單吸葉輪雙吸葉輪均屬于這種形式。***葉輪圖見附圖（3）***葉輪加工的工藝步驟：工序號工序名稱工序內(nèi)容車間設備1粗車夾住右端臺階外圓校正流道及修正內(nèi)孔。金工C6140車左端止口平面以流道中心為基準到圖紙尺寸。車左端止口（配泵體端）留光刀余量2mm。車左端弧面光出即可。車孔平面深度達到圖紙要求。2粗車夾住左端止口校正。金工C6140車右端止口（配泵蓋端）留余量。車右端孔外臺階、內(nèi)止口和錐孔留余量。車右側(cè)弧面光出即可。車大外圓對圖。3精車夾住左端外臺階，找正大外圓跳動允差0.05金工C6140右端面到總厚。車錐孔對圖。車右側(cè)內(nèi)外止口及平面對圖。R車出即可。4精車上錐度芯棒找正夾頭處芯軸外圓跳動允差0.01。金工C6140車左側(cè)止口到圖紙尺寸。靜平衡達到規(guī)定要求。5插插鍵槽對圖。金工插床6鉗鉆孔及去毛刺。金工鉆床7檢檢驗。固定葉輪的螺母的加工工藝步驟：工序號工序名稱工序內(nèi)容車間設備1車車大外圓?46；?34.6到圖紙要求金工C6140圓球R11.5到圖紙要求倒角鉆攻M20*1.5螺紋，挖退刀槽2銑銑六角到圖紙要求金工銑床3檢檢驗6.2泵殼（即泵體和泵蓋）6.2.1泵體的作用是將葉輪密封在一定的空間內(nèi)，使葉輪的作用吸出并壓出液體。泵殼呈蝸殼狀，故又稱蝸殼。隨著流道截面積的逐漸擴大，從葉輪周圍拋出的高速液體的速度逐漸減小，使部分動能有效地轉(zhuǎn)化為靜壓能。泵殼不僅收集葉輪拋出的液體，還起到能量轉(zhuǎn)換裝置的作用。***泵體圖見附圖（4）***泵體加工的工藝步驟：工序號工序名稱工序內(nèi)容車間設備1車車右端平面和內(nèi)止口。校正木耳邊。金工立車車內(nèi)孔及其內(nèi)孔平面到圖紙尺寸2車以止口為基準壓緊車左端進水口外徑金工立車車平面保證總厚對圖。達到圖紙要求。3鉗劃鏜加工線4鏜以右端止口平面為基準壓緊，車底腳平面保證到中心距離金工鏜床達到圖紙要求。5鏜轉(zhuǎn)過1800壓緊，車頂面出水口平面保證總高度與圖紙相金工鏜床符。車外圓平面對圖。6鉗劃右端機蓋聯(lián)接孔鉆模十字對準線。金工劃頂端出水口法蘭聯(lián)接孔鉆模十字對準線。劃左端進水口法蘭鉆模十字對準線。劃底腳聯(lián)接孔鉆加工線。劃放水孔鉆加工線。7鉆對圖鉆以上各孔锪平到圖紙要求。金工鉆床8鉗打磨。金工9鉗與泵蓋同做2.4MPa水壓試驗，持續(xù)時間不少于5分鐘，金工不得有漏水冒汗等現(xiàn)象。10檢檢驗。6.2.2泵蓋的加工工藝步驟：工序號工序名稱工序內(nèi)容車間設備1粗車粗車各部分留2MM余量2精車夾住右側(cè)外圓校正左側(cè)止口金工車床車大平面止口、止口臺階及其平面對圖。車葉輪處內(nèi)臺階、臺階平面到圖紙尺寸。3車自制車模，以已加工止口為基準，壓緊。金工車床車右端面總厚到圖紙尺寸。車內(nèi)止口止口平面及止口臺階。車內(nèi)孔到圖紙尺寸。4鉗劃鉆加工線。金工5鉆鉆法蘭孔對圖。金工鉆床鉆止口聯(lián)接孔對圖。鉆填料蓋聯(lián)接孔對圖。鉆攻各孔對圖。6檢檢驗。***泵蓋圖見附圖（5）***6.3泵軸泵軸的作用是支撐葉輪等旋轉(zhuǎn)部件，帶動葉輪在確定的工作位置進行高速旋轉(zhuǎn)并輸送驅(qū)動動力部件，因此它是輸送機械能的主要部件。離心泵的軸在工作時以一定的轉(zhuǎn)速作旋轉(zhuǎn)運動，承受較大的彎矩和轉(zhuǎn)矩。軸應具有足夠的強度和幾何精度，以最大限度地減少對密封性能的不利影響，并最大限度地減少磨損和損傷的風險。***泵軸圖見附圖（6）***泵軸的加工工藝步驟：工序號工序名稱工序內(nèi)容車間設備1粗車一夾一頂兩次裝夾粗車兩端臺階，外徑留4mm、臺階留金工C61403mm余量。2熱熱處理。外協(xié)3車車總長修整中心孔。金工C6140兩頂尖夾住葉輪端，車懸架端各外徑留0.3mm-0.4mm磨量對圖。R、倒角。調(diào)頭夾住聯(lián)軸器端車葉輪端各臺階對圖，磨量留0.3mm-0.4mm，車外錐、螺紋到圖紙尺寸。割槽、R、倒角。4銑銑兩端鍵槽對圖鍵槽中心對稱度達0.08mm。外協(xié)銑床5磨磨各臺階、外錐到圖紙要求。外協(xié)磨床6檢檢驗。6.4軸承離心泵的推力軸承有滾動軸承和滑動軸承兩類。其中滾動軸承有單向推力球軸承、雙向推力球軸承、推力短圓柱滾子軸承、推力圓錐滾子軸承等，角接觸軸承也可承受軸向載荷。推力滑動軸承有實心式、單環(huán)式、空心式、多環(huán)式等固定的推力軸承和可傾扇面推力軸承。滾動軸承使用牛油作為潤滑劑加油要適當一般為2/3～3/4的體積太多會發(fā)熱，太少又有響聲并發(fā)熱！滑動軸承使用的是透明油作潤滑劑的，加油到油位線。太多油要沿泵軸滲出并且漂*，太少軸承又要過熱燒壞造成事故！在水泵運行過程中軸承的溫度最高在85度一般運行在60度左右，如果高了就要查找原因（是否有雜質(zhì)，油質(zhì)是否發(fā)黑，是否進水）并及時處理。軸承襯用的材料有鑄鐵、巴氏合金、銅合金、鋁合金、陶質(zhì)金屬和非金屬材料。6.5懸架懸架軸承部件支撐著泵的轉(zhuǎn)子部分，滾動軸承受泵的徑向力和軸向力。***懸架圖見附圖（7）***懸架加工工藝步驟：工序號工序名稱工序內(nèi)容車間設備1車夾住小頭校正中心車止口到尺寸車止口平面。金工C630大外圓光出即可。車兩軸承孔及平面到圖紙要求。2車調(diào)頭夾住大外圓車平面到總長尺寸對圖。車支架連接平面金工C630到圖紙尺寸。3鉗劃與泵體連接孔鉆加工線；兩頭軸承蓋連接孔鉆加工線。金工劃懸架支架連接孔鉆加工線；及管牙鉆加工線。4鉆鉆以上各孔對圖，并锪平管牙至圖紙要求。金工鉆床5鉗打磨。金工6檢檢驗。6.6填料函填料函主要由填料、水封環(huán)、填料桶、填料壓蓋和水封管組成。填料函的作用主要是關閉泵殼與泵軸之間的間隙，使泵內(nèi)的水不流向外面，使外面的空氣不流入泵內(nèi)。泵內(nèi)始終保持真空狀態(tài)!當泵軸與填料摩擦產(chǎn)生熱量時要靠水封管向水封環(huán)冷卻填料!請保持水泵正常運行。因此，在泵的運行中應特別注意對包裝箱的檢查。包裝應在運行600小時左右后更換。7新KS型單級單吸離心泵的安裝新型KS單級單吸安裝的關鍵技術是確定水泵的安裝高度。此高度是指從水面到泵葉輪中心線的垂直距離，不能與允許的真空吸入高度混淆。泵銘牌或產(chǎn)品說明書上注明的允許吸真空高度是指水泵進水口截面上的真空度值，在1個標準大氣壓下;測試的溫度是20攝氏度。不考慮吸水管匹配后的水流狀況。泵的安裝高度應是在扣除吸管揚程損失后的允許吸真空高度，剩余部分的值，這應克服實際地形的吸真空高度。泵安裝高度不應超過計算值，否則泵將無法泵水。此外，對計算值的大小影響阻力損失的吸水管，所以建議用最短的管道布局，盡可能少安裝肘部和其他配件，也適當考慮一些大口徑水管，以減少管道的流量。7.1離心泵的安裝高度Hg計算允許吸上真空高度Hs是指泵入口處壓力p1可允許達到的最大真空度。實際允許吸真空高度Hs值不是根據(jù)公式計算出來的，而是由泵廠家通過實驗確定的。此值附在泵樣件上供用戶檢查。需要注意的是，泵樣品中給出的Hs值是用清水作為工質(zhì)，工作條件為20℃，壓力為1.013×105Pa時的值。如果工作條件和工作介質(zhì)不同，應進行轉(zhuǎn)換。7.1.1輸送清水，但操作條件與實驗條件不同，可依下式換算Hs1＝Hs＋Ha－10.33－Hυ－0.24輸送其它液體當被輸送液體及反派人物條件均與實驗條件不同時，需進行兩步換算：第一步依上式將由泵樣本中查出的Hs1；第二步依下式將Hs1換算成H?s7.1.2汽蝕余量Δh對于油泵，計算安裝高度時用汽蝕余量Δh來計算，即泵允許吸液體的真空度，亦即泵允許的安裝高度，單位用米。用汽蝕余量Δh由油泵樣本中查取，其值也用20℃清水測定。若輸送其它液體，亦需進行校正，詳查有關書籍。吸程=標準大氣壓（10.33米）-汽蝕余量-安全量（0.5米）標準大氣壓能壓管路真空高度10.33米。7.2安裝工藝步驟：工序號工序名稱工序內(nèi)容設備1準備打磨01泵體、02葉輪、03泵蓋、05懸架等，要求外表面無明顯的鑄造缺陷，內(nèi)表面光滑流順，符合圖紙設計要求。打磨工具2準備清洗以上件號零部件，然后愛內(nèi)外表面均勻地涂上一遍紅丹防腐漆。3準備對件01泵體、03泵蓋作同步耐水壓實驗，在2.4MPa壓力下，歷時5分鐘不得有冒汗、滲漏現(xiàn)象手動試壓機4準備根據(jù)圖號、件號，正確領料。5準備清洗全部零部件，干后，在結合面及連接部位涂上潤滑油。6總裝將序24GB3289.31-82外方管堵ZG3/8加膠裝01泵體放水孔里。7總裝組裝序16懸架部件，把軸承一只壓裝序17軸的葉輪頭的軸承上，然后把懸架的小平面平放在帶孔的平板上，把裝好的軸承的軸螺絲頭朝上壓裝在懸架軸承擋里，用GB5781-86螺栓4只把裝好的紙墊的軸承蓋固定好，然后把擋水圈裝在軸上，懸架調(diào)面，繼續(xù)把剩下一只軸承蓋裝好，測量軸承與軸承蓋有0.1~0.2毫米間隙，然后用GB5781-86螺栓4只把裝好紙墊的軸承固定好。8總裝機械密封的安裝9總裝把泵蓋裝進懸架部件上，用序23GB5781-86螺栓固定好，用序12GB5781-86螺栓把靜環(huán)座均勻地安裝在泵蓋上，把07紙墊裝在泵蓋的大止口上。10總裝根據(jù)圖示，把GB1096-79鍵一只裝在軸上，以后把序02的葉輪壓裝在軸上，用序03葉輪螺母加密封膠擰緊固定好。11總裝把裝好的部件裝進01泵體上用序GB5781-86螺栓擰緊固定好。12總裝用序21GB5781-86螺栓一只，把序22支架固定在懸架上，注意與泵底版平行和水平。13總裝將序20GB1096-79鍵一只裝在軸上，以后把序19聯(lián)軸器組件裝好。14檢驗總裝后轉(zhuǎn)動泵軸，應手感靈活，無摩擦，卡死現(xiàn)象等。15鉗將序14標牌，序18轉(zhuǎn)向牌，用序15GB827-86鉚釘6只固定好。16試驗單泵作0.8—1.2MPa耐水壓試驗，歷時5分鐘機封不漏水等現(xiàn)象。手動試壓機17油漆外表面清洗，噴漆。18輔助進出口用油封紙封住。19檢驗7.3裝配圖***裝配圖見附圖（9）***8新KS型單級單吸離心泵的水泵檢驗標準8.1水泵檢驗裝置的組成一個完整的水泵檢驗裝置應包括以下幾個主要部分：

（1)．動力源；

（2)．傳動系統(tǒng)；

（3)．測量與控制系統(tǒng)；

（4)．輔助系統(tǒng)；8.2各組成部分的設計要素8.2.1動力源

（1）．明確試驗對象，確定動力源功率各單位設計檢驗裝置的目的有所不同，有的只是為本單位的產(chǎn)品作試驗用，有的需要為各種各樣的泵服務(如檢驗中心)，所以動力源的功率應根據(jù)實際情況來確定。計算公式如下：

P動=P泵／(η齒×η扭×η離×η泵)

=Q×P×H／(102×η齒×η扭×η離×η泵)式中：

P動

所需的動力源輸出功率

KW

P泵

被試泵的水功率

KW

η齒

齒輪箱效率％

η扭

扭矩儀效率％

η離

離合器效率

％

η泵

水泵的效率

％

Q

水泵的流量m3／s

H

水泵的揚程m

V

水的重度

Kg／m3

我們可以以η泵為參考量，通過計算，作出P動與P泵的關系曲線，計算中可以假定假定η齒、η扭和η離分別為0.95、0.98和0.98。當P泵和η泵已知時，就可從確定所需的動力源輸出功率。（2）動力源型式目前常見的有電動機和柴油機兩種。前者一般不調(diào)速，適用于一般工業(yè)用泵。由于各種工業(yè)泵的轉(zhuǎn)速不同，泵的流量、壓力、功率等參數(shù)一般需要用一個特定的轉(zhuǎn)速(電機轉(zhuǎn)速)來測量，在規(guī)定的轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)換成相應的值，造成測量誤差的放大。如果前者需要調(diào)速，直流電機可采用硅控制，交流電機可采用變頻調(diào)速，但成本較高。當然，電機的使用噪音比較低，沒有其他污染的優(yōu)點;后者適用于消防泵，因為消防泵有工況變化，需要改變轉(zhuǎn)速。柴油機調(diào)速更方便。調(diào)節(jié)節(jié)流閥尺寸和齒輪箱可以實現(xiàn)寬調(diào)速范圍，成本相對較低。柴油機的使用存在著噪聲大、煙氣排放多的問題。究竟選用哪一種動力源，要根據(jù)檢驗裝置的設計目的及單位在場地、經(jīng)費及現(xiàn)有的相關條件而定。8.2.2傳動系統(tǒng)對使用柴油發(fā)動機的水泵檢驗裝置，有傳動裝置的問題。傳動系統(tǒng)主要由離合器和齒輪箱組成。對齒輪箱的設計，主要應考慮兩個問題：（1）速比確定

對工業(yè)泵而言，中心高800mm以下的泵，其轉(zhuǎn)速一般為1450r／min和2900～2950r／min。對消防泵而言，其轉(zhuǎn)速千差萬別，一般為2000～4000r／min。

齒輪箱速比的確定，既要考慮滿足不同轉(zhuǎn)速泵的試驗要求，又要考慮讓發(fā)動機在最大扭矩點附近工作。經(jīng)分析，下述五種轉(zhuǎn)速范圍基本上可覆蓋各種消防泵和工業(yè)泵的試驗要求：

1450

r／min；

2000～2400

r／min；

2900～2950

r／min；

3000～3600

r／min；

3600～4000

r／min。在選定合適的發(fā)動機之后，根據(jù)該發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和上述的五種轉(zhuǎn)速范圍，就可以確定相應的速比。（2）輸出軸轉(zhuǎn)向

泵有正轉(zhuǎn)泵、反轉(zhuǎn)泵之分，考慮到檢驗裝置的通用性，要求變速箱的輸出軸在確定的各種轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均可正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。8.2.3測量與控制系統(tǒng)

為了實現(xiàn)自動測試，系統(tǒng)應由傳感器、二次儀表、計算機、接口板、伺服機構、采集器、組合屏幕和計算機軟件組成，以實現(xiàn)對柴油機啟動、油泵啟動、緊急停止、柴油機增減速及控制室電動閥;實現(xiàn)柴油機高水溫、高油溫、低油壓報警和齒輪箱低油壓、高油溫報警。實現(xiàn)泵參數(shù)的自動采集和處理。下面就幾個具體問題說明如下：

（1）測量內(nèi)容

除泵的運行參數(shù)(轉(zhuǎn)速、流量、壓力或揚程、功率)和軸承溫度外，還應包括發(fā)動機的運行參數(shù)(溫度、油溫、油壓和發(fā)動機轉(zhuǎn)速)、齒輪箱的油壓、油溫及輔助裝置的相關參數(shù)(如溫度、油箱油位高度之間的動力、蓄電池電壓等)，還應包括齒輪和齒輪箱來顯示。（2）測量精度

與測量水泵性能參數(shù)相應的傳感器和二次儀表，其系統(tǒng)的測量精度應符合GB3216《離心泵、混流泵、軸流泵和旋渦泵試驗方法》的規(guī)定，其它各種測量儀表的精度根據(jù)需要確定。一次、二次儀表的精度可供參考。應包括：

油泵啟動，柴油機啟動、應急停車、增減速；

電動閥控制(控制流量)；

水泵工況切換進而實施試驗的程序控制；

動力間冷卻裝置的自動啟動控制；

柴油機水溫、油溫、油壓和齒輪箱油壓油溫的自動監(jiān)視與報警。（3）注意事項

為了提高測量的自動化程度，需配備電動閥來調(diào)節(jié)流量。電動閥應保證在規(guī)定的壓力下能雙向運作(流量逐漸增大或減小)，一次點動的調(diào)節(jié)量0.1／s為宜；

試驗現(xiàn)場與控制室均應有水泵和發(fā)動機、齒輪箱運行參數(shù)的顯示，以保證運行安全可靠；

當水泵沒有止回閥的情況下，壓力測量儀表之前應設置閥門，以免一旦出現(xiàn)真空造成儀表損壞；

強、弱電應分開，以免互相干擾，影響測量精度；測量水泵軸承座溫度中，由于離旋轉(zhuǎn)部件近，宜用磁性溫度探頭，以免試驗人員受到傷害；

盡可能使用穩(wěn)壓裝置以提高測壓精度；二次儀表的輸出信號宜采用相同型式、同一標準輸出信號范圍，便于與采集器、計算機接口相連：

在自動測量中，遙測數(shù)據(jù)通過二次儀表傳送到數(shù)據(jù)采集器。由于二次互感器電壓負懸，多路互感器信號不能與數(shù)據(jù)采集器直接連接。此時可采用隔離模塊方法，使多路信號經(jīng)隔離模塊傳輸后達到負極一致性，從而實現(xiàn)變壓器信號與數(shù)據(jù)采集器的連接。該連接雖然可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，但無法提高二次儀表傳輸數(shù)據(jù)中疊加的紋波電壓，導致數(shù)據(jù)顯示值波動較大。為了處理遙測數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)采集器通信中出現(xiàn)的紋波，可以設計電平轉(zhuǎn)換接口板抑制電平轉(zhuǎn)換過程中的紋波，保證數(shù)據(jù)顯示值的穩(wěn)定性。8.2.4輔助系統(tǒng)

這里特別需要提一下關于水泵升降平臺的問題。

因為發(fā)動機、齒輪箱和扭矩表之間的連接是固定不變的，也就是說，當扭矩表的位置確定時，其輸出端中心高度是固定不變的。為了適應不同高中心泵的試驗要求，需要有泵升降平臺，安裝要求平臺可以自由到預定高度，然后通過墊片和泵的軸向運動來調(diào)整泵的輸入軸和輸出軸的扭矩以及對法蘭之間連接程度的平行度和間隙的要求。根據(jù)試驗泵的安裝特點，升降平臺的高度調(diào)節(jié)要求似乎沒有必要完全自動化，但通過增加墊片等方式完全調(diào)節(jié)也太復雜，影響工作效率。因此，設計一種半自動泵升降平臺是合適的。建議：被測泵為工業(yè)用泵時，動力源宜采用電動機；被測泵為消防泵時，動力源宜采用柴油發(fā)動機；測量控制中的問題，如文中“測量與控制系統(tǒng)”一節(jié)所述，在裝置設計中應引起足夠的重視；簡便的半自動的水泵升降平臺是一個合適的選擇。9新KS型單級單吸離心泵的操作程序9.1啟動;離心泵機組的正確啟動、運行與停車是系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的前題。9.1.1啟動前的準備工作

（1）盤車－就是用手轉(zhuǎn)動機組的聯(lián)軸器，憑經(jīng)驗感覺其轉(zhuǎn)動的輕重是否均勻，有無異常聲響。目的是為了檢查泵及電動機內(nèi)有無不正常的現(xiàn)象，例如轉(zhuǎn)動零件松脫后卡住、雜物堵塞、泵內(nèi)結晶、填料過緊或過松等問題。)

初始泵啟動或電機大修后檢查電機轉(zhuǎn)向。電機反向輸送導致泵流量、揚程等要求，嚴重時會使葉輪松卡死亡，造成重大事故。在試轉(zhuǎn)時，電機不能帶動泵空轉(zhuǎn)，否則泵會被干摩擦件損壞（2）檢查一下各處螺栓連接的完好程度，檢查潤滑情況，潤滑油（脂）是否足夠、干凈，必要時進行補充或更換（3）檢查冷卻填料函水封管、水冷機械軸封、平衡管或平衡盤的冷卻管路通暢，填料函和機械密封的密封水壓力流量達到規(guī)定要求。檢查泵填料松緊是否適宜，在更換新填料后開泵必須聯(lián)系鉗工在現(xiàn)場調(diào)試處理。泵用機械密封應沖洗干凈，特別是輸送易結晶介質(zhì)的泵，再次啟動前應將密封部位的結晶物徹底清理干凈，以免損壞密封面。（4）灌泵排氣－啟動前，全開離心泵入口切斷閥，向泵及吸水管中灌沖介質(zhì)，打開泵排氣閥進行排氣，以便啟動后即能在水泵入口處造成抽吸液體所必須的真空值，同時防止出現(xiàn)氣縛和氣囊現(xiàn)象，造成泵零件因溫度升高而損壞。（5）暖泵和預冷啟動前一定要預熱水泵。一般預熱速度不超過50℃/小時;由于這類泵是根據(jù)高溫設計的，零件的尺寸和彼此之間的間隙不適合在常溫下運行，如果不預熱泵會對泵造成損壞;此外，由于在泵體零件的大小尺寸，厚度，如果過快加熱，小而薄的部分將通過加熱過快擴張，可能導致各個部分和不均勻產(chǎn)生傾斜，以及軸或軸彎曲，所以應采取緩慢均勻的加熱方式，并且應該預熱而轉(zhuǎn)動。低溫KS泵要在低溫條件下運行。預冷前，按工藝要求打開旁通管道，對管道及泵腔進行除濕;然后全開排氣閥對泵體進行預冷，其冷卻速度不得大于30/小時。9.1.2啟動當泵啟動時，先關閉出口閥門(耐酸泵除外)，使流量為零，其目的是使泵啟動功率最小，降低電機啟動電流，防止電機瞬時過載而燒毀。然而，當開始，泵出口閥是不允許關閉了很長一段時間，和關閉操作時間不超過2~3分鐘，以避免蒸發(fā)由于泵中的液體溫度的高度，導致泵的氣蝕或高溫變形損壞組件。

慢慢打開出口閥，觀察壓力表和真空表的值。當達到要求值時，檢查軸承溫度。一般來說，滑動軸承的溫度不高于65℃，滾動軸承的溫度不高于70℃。檢查泵運行是否平穩(wěn)，無異常聲響，流量和揚程符合額定要求。泵在正常運行時，不能通過減小泵吸入管路的閥門開度來減小流量，否則會導致泵進口的真空度惡化，泵產(chǎn)生空化現(xiàn)象。酸液泵試驗啟動時，不要關閉出口閥門(或泵啟動時立即打開出口閥門)，以免加重泵的腐蝕因酸液在泵殼內(nèi)攪動溫度升高。9.1.3啟動注意事項（1）泵殼收集從葉片拋出的液體，液體在泵殼內(nèi)沿蝸殼通道逐漸擴展的方向流動，使流體的動能轉(zhuǎn)化為靜壓能，減少了能量損失。所以泵殼不僅是一個液體收集器，它還是一個能量轉(zhuǎn)換裝置。（2）葉輪由泵軸帶動旋轉(zhuǎn)，并作用于葉片之間的流體。流體在葉輪中心的離心力作用下被拋到外圍。當流體到達葉輪的外圓周時，流量非常大。（3）液體抽吸原理:依靠葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，使得液體在葉輪中心被丟棄在一個較高的速度，以便在葉輪中心形成低壓，低槽中的液體是不斷吸。氣結現(xiàn)象:如果離心泵在啟動殼體前充滿氣體，啟動后拋氣時，葉輪中心處不能形成足夠大的真空，使罐內(nèi)液體無法被吸走。這種現(xiàn)象叫做“氣結”。(以第一章舉例類比說明)為防止氣結現(xiàn)象的發(fā)生，離心泵在啟動泵殼空間前應充入外部液體。這一步叫做灌溉泵。為防止泵殼內(nèi)的液體因重力流入低槽內(nèi)，在泵吸入管道的進口處裝有止回閥(底閥);如果泵的位置低于罐內(nèi)液體的水平，啟動時不需要灌溉泵。（4）葉輪周圍安裝導輪，使液體能量轉(zhuǎn)換效率高。導輪是位于葉輪外緣的固定葉片環(huán)。葉片的彎曲方向與葉輪葉片的彎曲方向相反，和彎曲角只是適應液體流出葉輪的方向，導致液體順利改變方向的通道泵殼，所以，能量損失最少，動壓能轉(zhuǎn)化為靜壓能的效率高。（5）后蓋上的平衡孔消除了軸向推力。液體壓力離開葉輪的邊緣已經(jīng)很高，和它的一部分將滲入葉輪后蓋的背面，而液體入口正面的葉輪低壓，導致泵的軸向推力，推動葉輪入口端。這樣容易造成葉輪與泵殼的接觸磨損，也會發(fā)生嚴重的振動。平衡孔使部分高壓液體泄漏到低壓區(qū)，減小了葉輪前后的壓差。但這也會導致泵效率的降低。（6）軸封裝置，保證離心泵正常高效運行。離心泵在工作時是泵軸旋轉(zhuǎn)而泵殼不動，它們之間的環(huán)形間隙如果沒有密封或密封得很好，外界的空氣就會滲透到葉輪中心的低壓區(qū)，使泵流量增大，效率下降。嚴重的流量是零氣結。通常，可以用機械密封或填料密封將軸密封到殼體上。9.2停車泵要停車時，應先關閉壓力表，再關閉排出閥，使泵輕載，同時防止液體倒灌。然后停轉(zhuǎn)電機，關閉吸入閥、冷卻水、機械密封沖洗水等。高溫泵停車時，應每隔20～30min盤車0.5圈，直至泵體溫度降低到50℃以下為止。泵內(nèi)若是易結晶介質(zhì)，停泵后應及時對泵內(nèi)進行沖洗置換，防止介質(zhì)在泵內(nèi)結晶。泵若長期停用，應定期進行盤車檢查，防止泵內(nèi)生銹卡死和軸因定向自重而產(chǎn)生殘余變形10新KS型單級單吸離心泵間性能的改變和換算當泵輸送的物料不是“常溫、常壓下的清水（標定特性曲線用）”、葉輪直徑被切割或轉(zhuǎn)速改變時，泵性能都會發(fā)生變化，應對特性曲線重新?lián)Q算。10.1輸送液體物性的影響及換算10.1.1密度ρ

只有N=QHρ/（102η）受其影響，其它不變。10.1.2粘度μμ↑→Hf↑→H↓，Q↓→η↑，N↑。當液體的運動粘度γ（=μ/ρ）>20×10-6m2/s時，各參數(shù)按下列公式換算：Q'=CQQ

H'=CHH

η'=Cηη式中Q、H、η——分別為離心泵輸送清水時的流量、壓頭和效率。10.2轉(zhuǎn)速的影響及換算

當轉(zhuǎn)速改變時，速度三角形隨之變化，H、Q、η、N都變。在μ不大；設η不變（△n<20%）時，有近似關系：QT=Cr2πD2b2HT∞=u2c2cosα2/g

（α1=90o）Ne=ω△M=HT∞QTρg10.3葉輪直徑D2的影響及換算10.3.1同型號泵換上直徑小些的葉輪，只b2稍有變化，猶如對原葉輪“切割”了一刀（切割量<5%D2）。n不變時，有近似關系：

稱為切割定律。10.3.2當葉輪的直徑和其它尺寸都變化（比例固定）時，相似工況下有：11結束語在具體的