《旋轉(zhuǎn)機械講義》課件

《旋轉(zhuǎn)機械講義》課程安排及學習目標課程內(nèi)容本課程涵蓋旋轉(zhuǎn)機械的基礎理論、工作原理、結(jié)構(gòu)特點、性能指標、應用領域等。學習目標通過本課程學習，學生將能夠了解旋轉(zhuǎn)機械的基本知識，掌握旋轉(zhuǎn)機械的設計、選型、使用和維護等技能。旋轉(zhuǎn)機械概述動力源旋轉(zhuǎn)機械作為能量轉(zhuǎn)換的媒介，驅(qū)動各種機械設備。流體輸送廣泛應用于石油化工、電力等行業(yè)，實現(xiàn)流體的輸送和壓力提升。氣體壓縮提供壓縮空氣，用于工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療等領域。旋轉(zhuǎn)機械的分類泵類：離心泵、軸流泵、螺桿泵等。風機類：離心風機、軸流風機、斜流風機等。壓縮機類：離心壓縮機、螺桿壓縮機、活塞式壓縮機等。渦輪類：汽輪機、燃氣輪機、水輪機等。旋轉(zhuǎn)機械的基本結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)機械通常由以下幾個主要部分組成：1.轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)機械的核心部件，負責將能量轉(zhuǎn)換為機械運動。轉(zhuǎn)子通常由軸、葉輪、轉(zhuǎn)鼓等組成。2.軸承：軸承是支撐轉(zhuǎn)子的重要部件，用于減小轉(zhuǎn)子與軸承之間的摩擦力，并保證轉(zhuǎn)子的平穩(wěn)運行。3.密封裝置：密封裝置用于防止介質(zhì)泄漏，同時防止外部環(huán)境對旋轉(zhuǎn)機械內(nèi)部的影響。4.機殼：機殼是旋轉(zhuǎn)機械的外部結(jié)構(gòu)，用于保護內(nèi)部部件，并起到支撐和固定作用。5.傳動裝置：傳動裝置負責將旋轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)速和扭矩傳遞到工作機。6.控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)機械的運行參數(shù)，如轉(zhuǎn)速、流量、壓力等。旋轉(zhuǎn)機械的工作原理1能量轉(zhuǎn)換將一種形式的能量轉(zhuǎn)換為另一種形式的能量。2機械運動通過旋轉(zhuǎn)部件的運動來完成能量轉(zhuǎn)換。3流體流動利用流體的流動來傳遞能量或進行工作。旋轉(zhuǎn)機械的性能指標指標描述效率機械能轉(zhuǎn)化為有用功的比例功率機械在單位時間內(nèi)所做的功轉(zhuǎn)速機械轉(zhuǎn)動軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)流量機械在單位時間內(nèi)輸送的流體體積壓力機械輸送流體時克服阻力所需的力溫度機械運行過程中溫度的變化離心泵的工作原理旋轉(zhuǎn)葉輪離心泵的核心部件是葉輪，它通過旋轉(zhuǎn)將流體加速。流體加速葉輪旋轉(zhuǎn)時，流體在葉片的作用下加速，并獲得動能。動能轉(zhuǎn)化流體通過擴散器，動能轉(zhuǎn)化為壓力能。排出流體壓力能增強的流體被排出到管道或設備中。離心泵的性能曲線1流量泵的實際輸出流量。2揚程泵提升液體的壓力高度。3效率泵的能量轉(zhuǎn)換效率。4功率泵所需的驅(qū)動功率。離心泵的選型及應用1流量確定所需輸送的液體流量，例如每分鐘多少升或加侖。2揚程確定需要克服的壓力，例如多少米或英尺的水頭。3液體性質(zhì)考慮液體的粘度、密度和腐蝕性等因素。4運行條件了解泵的運行環(huán)境，例如溫度、壓力和振動等。離心鼓風機的工作原理1吸入空氣離心鼓風機通過葉輪旋轉(zhuǎn)，在葉輪中心形成低壓區(qū)，將空氣吸入進風口。2葉輪旋轉(zhuǎn)空氣在葉輪的旋轉(zhuǎn)作用下，被加速并向外側(cè)運動，其動能隨之增加。3氣流擴散空氣離開葉輪后進入擴散室，動能轉(zhuǎn)換為壓力能，并被輸送到風管。離心鼓風機的性能曲線流量壓力離心鼓風機的性能曲線顯示了流量和壓力之間的關系，曲線形狀由鼓風機的設計決定。離心鼓風機的選型及應用流量根據(jù)應用需求選擇合適的流量，滿足生產(chǎn)或工藝要求。壓力根據(jù)應用需求選擇合適的壓力，克服管道阻力，實現(xiàn)氣體輸送或工藝要求。轉(zhuǎn)速根據(jù)應用需求選擇合適的轉(zhuǎn)速，確保設備效率和穩(wěn)定運行。功率根據(jù)應用需求選擇合適的功率，滿足設備運行所需的能量。離心壓縮機的工作原理1吸入空氣從吸入口進入機殼，并被葉輪吸入2壓縮葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將空氣加速并壓縮3排氣壓縮后的空氣從排氣口排出，壓力升高離心壓縮機的性能曲線1流量壓縮機的流量，即單位時間內(nèi)壓縮機輸送的氣體體積。2壓力比壓縮機出口壓力與入口壓力的比值。3效率壓縮機將驅(qū)動功轉(zhuǎn)換為壓縮功的比例。4功率壓縮機所需的驅(qū)動功率。離心壓縮機的選型及應用結(jié)構(gòu)離心壓縮機一般由葉輪、擴散器、機殼、軸承、密封裝置等組成。工作原理通過葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將氣體加速壓縮，并通過擴散器將動能轉(zhuǎn)換為壓力能。應用廣泛應用于石油化工、制冷、電力等領域。齒輪泵的工作原理1旋轉(zhuǎn)兩齒輪相互嚙合并旋轉(zhuǎn)2吸入齒輪間的空間形成真空，吸入液體3排出液體被帶到排出口，完成輸送齒輪泵的性能曲線流量揚程效率功率QHηN齒輪泵的選型及應用流量要求:根據(jù)實際應用需求選擇合適的齒輪泵流量范圍。壓力要求:齒輪泵的工作壓力應滿足系統(tǒng)需求。溫度要求:選擇適合工作溫度范圍的齒輪泵?；钊綁嚎s機的工作原理吸氣活塞向外運動時，氣缸內(nèi)壓力降低，外界氣體被吸入氣缸。壓縮活塞向內(nèi)運動時，氣體被壓縮，壓力升高。排氣當壓縮氣體壓力超過排氣壓力時，氣體被排出氣缸?；钊綁嚎s機的性能曲線流量效率活塞式壓縮機的選型及應用排氣量選擇合適的排氣量以滿足生產(chǎn)需求。壓力考慮所需的壓縮壓力，選擇合適的壓縮機類型。應用場景根據(jù)應用場景選擇合適的活塞式壓縮機。渦輪機械的工作原理1能量轉(zhuǎn)換將流體的能量轉(zhuǎn)換為機械能。2葉輪旋轉(zhuǎn)流體沖擊葉輪，推動葉輪旋轉(zhuǎn)。3機械輸出葉輪旋轉(zhuǎn)帶動軸，輸出機械功。渦輪機械的性能曲線流量效率揚程渦輪機械的性能曲線通常以流量、揚程和效率為坐標軸，用于反映渦輪機械在不同工況下的性能變化。渦輪機械的選型及應用工作條件流量、壓力、溫度、介質(zhì)等因素決定了渦輪機械的選型。例如，高流量、高壓力、高溫的工況需要選用耐高溫、高強度的渦輪機械。效率和性能渦輪機械的效率和性能指標，如效率、揚程、功率等，直接影響其運行成本和經(jīng)濟效益。選擇高效率的渦輪機械可以降低能耗和運行成本。可靠性和維護渦輪機械的可靠性和維護成本也是重要的考慮因素。選擇可靠性高、維護方便的渦輪機械可以降低維修成本和停機時間。成本和價格渦輪機械的成本和價格也是選型中需要考慮的因素。需要根據(jù)實際情況選擇性價比高的渦輪機械。軸承的工作原理及選型1滾動軸承滾動軸承由滾珠或滾柱組成，它們在內(nèi)圈和外圈之間滾動，從而減少摩擦。滾動軸承通常比滑動軸承更耐用，但它們在啟動時會產(chǎn)生更大的摩擦力。2滑動軸承滑動軸承由兩個相對運動的表面組成，它們之間通過潤滑油進行分離?；瑒虞S承通常比滾動軸承更安靜，但它們在高溫下更容易磨損。3軸承選型軸承選型需要考慮負載、速度、溫度、環(huán)境等因素。滾動軸承適用于高負荷、高速應用，而滑動軸承適用于低負荷、低速應用。密封裝置的工作原理及選型1機械密封主要用于高速旋轉(zhuǎn)軸的密封，通過兩塊精密加工的密封環(huán)之間的摩擦力來阻止泄漏，常見的機械密封有彈簧式、波紋管式和液壓式等。2填料密封通過填料和軸之間的摩擦來阻止泄漏，填料可以是石墨、聚四氟乙烯或其他材料，填料密封結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但密封效果不如機械密封。3迷宮密封通過在軸上設置迷宮結(jié)構(gòu)來阻止泄漏，迷宮密封適用于低速旋轉(zhuǎn)軸，成本低，但密封效果有限。4唇形密封通過唇形密封圈的彈性變形來阻止泄漏，唇形密封適用于低速旋轉(zhuǎn)軸，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但密封效果不如其他密封方式。旋轉(zhuǎn)機械的振動分析1振動信號采集使用傳感器獲取旋轉(zhuǎn)機械的振動信號。2信號處理與分析對采集到的信號進行處理，提取振動特征，如頻率、幅值和相位。3故障診斷根據(jù)振動特征，識別旋轉(zhuǎn)機械可能存在的故障，例如不平衡、軸承損壞或葉片磨損。旋轉(zhuǎn)機械的故障診斷振動分析通過監(jiān)測機械的振動信號，可以識別出常見的故障，例如軸承損壞、不平衡、不對中等等。溫度監(jiān)測溫度升高可能是潤滑不良、軸承過熱或電機過載的征兆。油液分析分析潤滑油的質(zhì)量，可以判斷是否存在磨損顆粒、金屬碎片或其他污染物。旋轉(zhuǎn)機械的維護與保養(yǎng)定期檢查定期檢查旋轉(zhuǎn)