往復式幫浦的主要結構

2021-05-21 08:52:13 字數 4825 閱讀 9041

往復式幫浦主要由動力端、液力端、 盤根盒(填料函)總成、箱體、底座總成、閥門等部件組成,

往復幫浦分類結構形式分活塞式:活塞環密封,流量大,壓頭低

柱塞式:密封長度大,流量小,壓頭高

直動式:氣體、液體和蒸汽驅動。

有效行程分單作用:兩個行程,一次吸入,一次排出

雙作用:兩個行程,兩次吸入,二次排出

差動式:兩個行程,一次吸入,二次排出

往復幫浦的工作原理

往復式幫浦是一種容積式幫浦,利用活塞或柱塞在幫浦缸內的往復運動來輸送液體。亦即它也是借助工作腔裡的容積週期性變化來達到輸送液體的目的的;

吸入行程:工作容積增加,缸內壓力下降,吸入閥開啟,排出閥關閉,液體進入缸內。

排出行程:工作容積減少,缸內壓力增加,吸入閥關閉,排出閥開啟,液體排出幫浦缸。

單缸往復式幫浦的工作原理

當活塞受到外力(由動力部分曲軸連桿機構的運動而帶動)的作用向一邊移動時,幫浦體內工作室容積變大,壓力下降,幫浦上端的排出閥自動關閉(靠彈簧或者重力),幫浦下端的吸入式自動開啟,將液體吸入幫浦內。當活塞反方向移動時,幫浦體內容積變小,造成高壓,吸入閥自動關閉,排出閥被頂開,將液體排出幫浦外。

活塞往復一次,即兩個行程時,幫浦只吸入或排出液體一次,交替進行,輸送液體不連續,這種幫浦稱為單動幫浦,也叫單缸往復幫浦。

柱塞幫浦工作原理

輸出流量的大小取決於驅動端的衝程速度、柱塞尺寸和衝程長度,無論幫浦在執行或者停止狀態均可通過調節調量手輪來改變衝程長度。驅動端根據偏心機構工作原理,電機通過蝸輪蝸桿帶動主軸,與主軸相連的偏心機構將蝸輪的旋轉運動轉換成滑桿的往復運動,當衝程為「0」時主軸的軸線與偏心輪軸線對齊,柱塞不做往復運動;當衝程在0~100%時,偏心機構與主軸軸線之間產生偏心距,導致柱塞產生往復運動。

吸入衝程:柱塞往後運動時,柱塞缸套之間容積增加,產生負壓,吸入管路的單向閥開啟,進口管路中的介質進入幫浦頭腔內,當吸入衝程結束,柱塞運動瞬間停止,幫浦頭內壓力與進口管內壓力平衡,吸入單向閥復位。

排出衝程:柱塞向前運動,幫浦頭內壓力立刻公升高,當幫浦頭內壓力高於出口壓力時,開啟排出口單向閥,幫浦頭內介質排出管線,當排出衝程結束時,柱塞運動再次瞬間停止,幫浦頭內的壓力與出口壓力相等,出口單向閥復位,進入下乙個迴圈。

1、缸體:缸體是構成壓縮容積實現液體壓縮的主要部件,為了能承受液體的壓力,缸體要有足夠的強度,由於活塞在其中運動,內壁承受摩擦,所以其應有良好的潤滑性和耐磨性。

2、活塞元件:活塞元件包括活塞、活塞桿及活塞環等。他們在缸體中作往復運動,起著壓縮液體的作用。

通常要求活塞元件的結構與材料在保證強度、剛度、連線可靠的條件下,盡量減輕重量,減少摩擦,並要求有良好的密封性。

3、填料函:是阻止缸體內液體經活塞桿與缸體之間的間隙洩露的元件,要求其有良好的密封性和耐磨性。

4、閥門:閥門包括吸入閥和排出閥。其作用是控制液體及時地吸入和排出缸體,閥門的好壞,直接關係到往復式幫浦運轉的經濟性和可靠性。

5、曲軸:是往復式幫浦中的重要運動部件,它將驅動機軸的自身旋轉運動,轉變成為曲柄銷(曲軸的組成部分)的圓周運動。由於其承受較大的交變載荷和摩擦磨損,所以對曲軸的疲勞強度和耐磨性要求較高。

6、連桿:連桿是連線曲軸與十字頭(或活塞)的部件。它將曲軸的旋轉運動轉換成為活塞的往復運動,並將外界輸入的功率傳遞給活塞元件。

7、十字頭:它是連線活塞桿與連桿的部件,十字頭在導軌裡作往復運動,並將連桿的動力傳遞給活塞部件。對十字頭的基本要求是重量輕、耐磨並有足夠的強度。

1、動力端總成:

a 、曲軸 b 、連桿總成c 、十字頭總成d 、 聯接卡子e 、 柱塞

五、往復幫浦的主要技術引數:

1、衝程s:指往復一次柱塞所移動的距離。

2、衝次n:指柱塞每分鐘往復的次數。

3、缸數z:指每臺幫浦所有工作柱塞數。

4、流量q:指幫浦的平均流量。

5、壓力p:指幫浦的最高排出壓力,由負載所決定。注水幫浦銘牌上所給的壓力是允許的最高工作壓力,單位是mpa。

6、功率n

7、平衡率k:k=c×(p排/p吸)×100%

c=s環/s大

s:指階梯式柱塞面積

一般:60%≤k≤100%(特指增壓幫浦)

往復幫浦特點

1具有較強的自吸能力:啟動時不需要灌水,幾何安裝高度較大

2具有較高的壓頭:壓頭與負載、軸功率、零件強度和密封條件有關,與流量無關。啟動前應把排出閥完全開啟,同時設有安全閥

3理論流量與工作壓頭無關

4高壓頭、小流量下效率較高

5流量不均勻(有脈動),工作時會產生振動、衝擊和噪音。不宜輸送含有固體顆粒的液體(必需安裝濾器)

隔膜幫浦的特點

1)無洩漏,特別適用於輸送危險的介質;

2)液壓隔膜幫浦在吸入過程中為克服隔膜的彈性變形,還需消耗一定的能量,因此吸入效能較柱塞幫浦低;

3)隔膜幫浦的餘隙容積較大,同時由於隔膜在壓力下的變形,使流量係數較低;

4)為保證隔膜壽命和提高容積效率,隔膜幫浦的往復次數較低,多數情況下 n≤100 min-1;

5)隔膜幫浦缸頭的徑向尺寸較大,當流量過大時,結構布置困難,因此隔膜幫浦的流量較小;

6)受隔膜強度的限制,排出壓力不能很高;

1、預防性維護

1、新啟用的幫浦,執行500小時後需更換機箱潤滑油,以後每執行5000小時或半年更換一次潤滑油。

2、油封每年更換一次

3介質為清水時單向閥每工作3500~4500小時,更換單向球閥、閥座、墊圈和「o」型圈。

常見故障分析及排除方法

計量幫浦機殼溫度過高

1、填料壓得過緊2、軸承磨損嚴重或裝配間隙不對

3、潤滑油雜質或潤滑不良4、聯軸器對中性差

1、調整填料鬆緊2、更換軸承並調整間隙

3、更換潤滑油並改善潤滑4、檢查聯軸器的同軸度

計量幫浦精度不達標

1、閥球磨損失效2填料受損洩露量大3、液體內有空氣4、柱塞磨損

1、更換閥球2、更換填料3、排除液體內空氣4、更換柱塞

第二章油幫浦基礎知識及維護保養

齒輪幫浦屬於迴轉幫浦屬於容積式具有容積式幫浦的共性和特點。與往復幫浦相比,具有下列優點:

1.轉速範圍大;2.結構緊湊;3.易損件少,無須設吸排閥;4.供液較為均勻。

齒輪幫浦的型別

1.外齒輪幫浦(正齒輪幫浦、斜齒輪幫浦、人字形齒輪幫浦)

2.內齒輪幫浦(漸開線形、擺線形—轉子幫浦)

.基本組成:內齒輪(齒環),外齒輪、月牙形隔板、幫浦體、端蓋。

齒輪幫浦工作原理:幫浦軸帶動一對互相嚙合的齒輪方向轉動,退出嚙合的一側,容積空間逐漸增大,形成真空,油液便被吸入;而進入嚙合的一側,容積空間逐漸減小,油壓公升高,就將油液推入壓力管路。(退出嚙合的是吸油腔,進入嚙合的是壓油腔轉動方向改變,吸排油方向也就跟著改變。

)困油現象危害:軸承負荷增大、功率損失增加、油液發熱、引起噪音和振動、影響油幫浦的工作效能、平穩性和壽命。

解決方法(消除、減輕的基點是洩壓):

①修正齒形使封閉空間的容積變化減到最小,該法應用較少。

②洩壓孔法在從動齒輪的齒頂到齒根鑽徑向通孔,在從動齒輪軸上銑出兩條溝槽(加工複雜)。

③洩壓槽(卸荷槽)法在幫浦兩側蓋的內側,沿輪齒節圓的公切線方向,開出四個長方形的凹槽(在每個側蓋的進排油方向各開乙個)。凹槽的距離,必須大於乙個輪齒齒間的厚度,以免使吸排腔直接溝通。

洩壓槽法分為

對稱洩壓槽法:幫浦能正反轉,能大大減輕困油現象,但不完善;

非對稱洩壓槽法:即向吸入側方向移過乙個適當距離,該法能多**一部分高壓液體,噪音顯著下降,但幫浦不允許反轉。

消減困油現象應用最多最廣是洩壓槽法

齒輪幫浦的徑向力產生原因

①作用在齒輪外圓上的壓力分布是不相同的,從壓油腔到吸油腔油液的壓力分布是逐步分級降低,有壓差存在而產生的徑向力;

②齒頂與幫浦體內表面有徑向間隙;油液的不均勻力的合力作用在幫浦軸上,使軸承受到單向壓力而產生的徑向力。

減少徑向力的措施

①減少徑向力的作用面積;②採用縮小排出口的方法;

③在幫浦的端蓋上開平衡槽。

齒輪幫浦容積效率的影響因素分析:

1.密封間隙存在徑向間隙(齒頂間隙)、軸向間隙(端麵間隙)和齒側間隙 ,齒輪幫浦的軸向間隙(端麵間隙)漏洩量最大,佔總漏洩量的70~80%。

2.吸入壓力:吸入壓力降低,氣體析出,ηv 下降

3.排出壓力:排出壓力公升高,漏洩增加, ηv 下降

4.溫度和粘度: 油溫公升高,粘度下降,氣體析出,漏洩增加,ηv 下降

5.轉速漏洩量與轉速關係不大,但也不能太高或太低。轉速太高,油液的離心力大,油液難於充滿齒腔,齒根會出現真空而汽化,影響吸入,產生振動、噪音,ηv 下降(最高轉速限制在3000 r/min以下);轉速太低ηv 下降**速應在200~300 r/min以上)

5.齒輪幫浦的特點

⑴自吸效能好但自吸能力不如往復幫浦,因為排送氣體時密封性差。摩擦部位較多,間隙小,線速度較高,啟動前齒輪表面必須有油,不允許乾轉。適合作為油幫浦,輸送帶有油性的液體;

⑵吸排方向完全取決於幫浦軸的迴轉方向;

⑶幫浦的流量不大、連續,但有小脈動

噪音較大;脈動率在11%~27%,其不均勻度與齒輪齒數、形狀有關,斜齒輪比直齒輪不均勻度小,而人字齒輪又比斜齒輪不均勻度小,齒數越少脈動率越大

⑷ 理論流量由工作部件的尺寸和轉速決定,與排出壓力無關;排出壓力與工作部件的尺寸和轉速無關,僅取決於幫浦的密封效能和軸承承載能力、幫浦及系統的強度等條件。需設安全閥

⑸結構簡單(無幫浦閥)、**低廉,易損件少(不需設吸排閥),耐衝擊,工作可靠,可與電機直接連線(不需設減速裝置)。

⑹磨擦面多,不宜排送含固體顆粒的液體,宜排送油類。

1.齒輪幫浦的管理要點

(l)注意幫浦的轉向和連線一般齒輪幫浦有既定的轉向,檢修時應注意馬達接線不要接錯,反轉會使吸排方向相反。幫浦和電機應保持良好對中,聯軸節不同心度應在0.1mm以內。

由於幫浦軸工作時有彎曲變形,最好能使用撓性連線。

(2)齒輪幫浦雖有自吸能力,但決不允許乾吸起動前摩擦部件的表面一定要存有油液,否則短時間的高速迴轉也會造成嚴重摩擦。

(3)機械軸封屬於較精密的部件,拆裝時要防止損傷密封元件。

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