离心泵的结构课件

模块十一模块十一 离心泵的检修离心泵的检修单元一单元一 概述概述单元二单元二 D D型多级离心泵的检修型多级离心泵的检修单元三单元三 单级离心泵的检修单级离心泵的检修单元四单元四 圆筒形锅炉给水泵的检修圆筒形锅炉给水泵的检修单元五单元五 凝结水泵的检修凝结水泵的检修图图510分分段式多级离段式多级离心泵心泵1.吸入口吸入口2.叶轮叶轮3.导叶导叶 4.双平衡鼓双平衡鼓 装置装置5.轴端密封轴端密封6.排出口排出口7.拉紧螺栓拉紧螺栓8.回水管回水管9.压出室压出室单元一 概述一、离心泵的结构离心泵的转动部件离心泵的转动部件1.叶轮叶轮2.轴轴3.联轴器联轴器离心泵的静止部件离心泵的静止部件密封装置密封装置轴承轴承 轴向推力平衡装置轴向推力平衡装置使水能量增加的唯一部件。叶轮按结构可以分为闭式(图a)、半开式(图b)和开式(图c)。1.1.叶轮叶轮离心式水泵叶轮结构离心式水泵叶轮结构1 1前盖板前盖板 2 2后盖板后盖板 3 3叶片叶片 4 4轮毂轮毂(1)(1)闭式叶轮叶轮闭式叶轮叶轮的两侧均有盖板，盖板间有的两侧均有盖板，盖板间有4 46 6个个叶片，如图叶片，如图(a)(a)所示。闭式叶轮效率较高，应用所示。闭式叶轮效率较高，应用最广，适用于输送不含固体颗粒及纤维的清洁液最广，适用于输送不含固体颗粒及纤维的清洁液体。闭式叶轮有单吸和双吸两种类型。双吸叶轮体。闭式叶轮有单吸和双吸两种类型。双吸叶轮图图7 7所示所示.适用于大流量泵，其抗汽蚀性能较好。适用于大流量泵，其抗汽蚀性能较好。(2)(2)半开式叶轮半开式叶轮只有后盖板，如图只有后盖板，如图6(b)6(b)所示。它适所示。它适用于输送易于沉淀或含固体悬浮物的液体，其效用于输送易于沉淀或含固体悬浮物的液体，其效率介于开式和闭式叶轮之间。适用于输送黏稠及率介于开式和闭式叶轮之间。适用于输送黏稠及含有固体颗粒的液体。离心泵叶片多为后弯式，含有固体颗粒的液体。离心泵叶片多为后弯式，其叶片数一般为其叶片数一般为6-126-12片，常见的为片，常见的为6-86-8片。对输片。对输送含有杂质的开式叶轮，其叶片数一般为送含有杂质的开式叶轮，其叶片数一般为2-42-4片。片。叶片的厚度为叶片的厚度为3-6mm3-6mm。(3)(3)开式叶轮开式叶轮,如图如图(c),(c),这种叶轮结构简单，制造容这种叶轮结构简单，制造容易，但效率低，适用输送含较多固体悬浮物或带易，但效率低，适用输送含较多固体悬浮物或带纤维体。纤维体。l叶轮的材料，叶轮的材料，主要是根据所输送液体的化学主要是根据所输送液体的化学性质、杂质及在离心力作用下的强度来确定。性质、杂质及在离心力作用下的强度来确定。清水离心泵叶轮用铸铁或铸钢制造，输送具有清水离心泵叶轮用铸铁或铸钢制造，输送具有较强腐蚀性的液体时，可用青铜、不锈钢、陶较强腐蚀性的液体时，可用青铜、不锈钢、陶瓷、耐酸硅铁及塑料等制造。叶轮的制造方法瓷、耐酸硅铁及塑料等制造。叶轮的制造方法有翻砂铸造、精密铸造、焊接、模压等，其尺有翻砂铸造、精密铸造、焊接、模压等，其尺寸、形状和制造精度对泵的性能影响很大。寸、形状和制造精度对泵的性能影响很大。水轮机叶轮图水轮机叶轮图2.轴作用：传递扭矩。材质：中小型泵：大多采用优质碳素钢制造的等直径轴；大型高压泵：采用特种合金钢（如沉淀硬化钢、镍铬合金钢）锻造的阶梯轴叶轮在轴上的固定周向固定：采用键轴向固定：采用轴套及挡套。同时轴套还可以保护轴在运行 中不致磨损和腐蚀。2.2.泵泵轴轴 离心泵的泵轴的主要作用是传递动力，支承叶轮保持在工作离心泵的泵轴的主要作用是传递动力，支承叶轮保持在工作位置正常运转。它一端通过联轴器与电动机轴相连，另一端支位置正常运转。它一端通过联轴器与电动机轴相连，另一端支承着叶轮作旋转运动，轴上装有轴承、轴向密封等零部件。承着叶轮作旋转运动，轴上装有轴承、轴向密封等零部件。泵轴属阶梯轴类零件，一般情况下为一整体。但在防腐泵中，泵轴属阶梯轴类零件，一般情况下为一整体。但在防腐泵中，由于不锈钢的价格较高，有时采用组合件。接触介质的部分用由于不锈钢的价格较高，有时采用组合件。接触介质的部分用不锈钢，安装轴承及联轴器的部分用优质碳素结构钢，不锈钢不锈钢，安装轴承及联轴器的部分用优质碳素结构钢，不锈钢与碳钢之间可以采用承插连接或过盈配合连接。由于泵轴用于与碳钢之间可以采用承插连接或过盈配合连接。由于泵轴用于传递动力，且高速旋转，在输送清水等无腐蚀性介质的泵中，传递动力，且高速旋转，在输送清水等无腐蚀性介质的泵中，一般用一般用45#45#钢制造，并且进行调质处理。在输送盐溶液等弱腐蚀钢制造，并且进行调质处理。在输送盐溶液等弱腐蚀性介质的泵中，泵轴材料用性介质的泵中，泵轴材料用40Cr40Cr，且调质处理。在防腐蚀泵中，且调质处理。在防腐蚀泵中，即输送酸、碱等强腐蚀性介质的泵中，泵轴材质一般为即输送酸、碱等强腐蚀性介质的泵中，泵轴材质一般为1Crl8Ni91Crl8Ni9或或1Crl8Ni9Ti1Crl8Ni9Ti等不锈钢。等不锈钢。轴套的作用是保护泵轴，使填料与泵轴的摩擦转变为填料与轴套的摩擦，所以轴套是离心泵的易磨损件。轴套表面一般也可以进行渗碳、渗氮、镀铬、喷涂等处理方法，表面粗糙造度要求一般要达到Ra3.2mRa0.8m。可以降低摩擦系数，提高使用寿命。3.水泵联轴器图图11113 3凸缘联轴器凸缘联轴器图图11115 5 弹性圈柱销联轴器弹性圈柱销联轴器图图114 齿轮联轴器齿轮联轴器 1、2甲乙侧外齿半联轴器甲乙侧外齿半联轴器 3、4甲乙侧带内齿的外壳甲乙侧带内齿的外壳 5连接螺栓连接螺栓4.4.蜗壳蜗壳蜗壳又称为泵壳，它是指叶轮出口到下一蜗壳又称为泵壳，它是指叶轮出口到下一级叶轮人口或到泵的出口管之间的、截面级叶轮人口或到泵的出口管之间的、截面积逐渐增大的螺旋形流道。它使液体从叶积逐渐增大的螺旋形流道。它使液体从叶轮流出后其流速平稳地降低，同时使大部轮流出后其流速平稳地降低，同时使大部分动能转变为静压能。因其出口为扩散管分动能转变为静压能。因其出口为扩散管状，所以还能把从叶轮流出来的液体收集状，所以还能把从叶轮流出来的液体收集起来送往排出管。当蜗壳具有能量转换作起来送往排出管。当蜗壳具有能量转换作用时，蜗壳内液体的压力是沿途增大的，用时，蜗壳内液体的压力是沿途增大的，这就会对叶轮产生一个径向的不平衡力。这就会对叶轮产生一个径向的不平衡力。图8 双蜗壳室 为了消除此不平衡的径向力，对高扬程的泵常采用为了消除此不平衡的径向力，对高扬程的泵常采用双蜗壳室，如图双蜗壳室，如图8 8所示，使用两段蜗壳以互相抵消对所示，使用两段蜗壳以互相抵消对叶轮所产生的径向力。叶轮所产生的径向力。蜗壳的优点是制造方便，高效区宽，车削叶轮后泵蜗壳的优点是制造方便，高效区宽，车削叶轮后泵的效率变化较小。缺点是蜗壳形状不对称，在使用的效率变化较小。缺点是蜗壳形状不对称，在使用单蜗壳时作用在转子径向的压力不均匀，易使轴弯单蜗壳时作用在转子径向的压力不均匀，易使轴弯曲，所以在多级泵中只是首段和尾段采用蜗壳而在曲，所以在多级泵中只是首段和尾段采用蜗壳而在中段采用导轮装置。中段采用导轮装置。蜗壳的材质一般为铸铁。防腐蜗壳的材质一般为铸铁。防腐泵的蜗壳为不锈钢或其他防腐材料，例如塑料玻璃泵的蜗壳为不锈钢或其他防腐材料，例如塑料玻璃钢等。多级泵由于压力较大，对材质强度要求较高，钢等。多级泵由于压力较大，对材质强度要求较高，其蜗壳一般用铸钢制造。其蜗壳一般用铸钢制造。5.5.导轮导轮导轮又称导叶轮，它是一个固定不动的圆盘，位于叶轮导轮又称导叶轮，它是一个固定不动的圆盘，位于叶轮的外缘、泵壳的内侧，正面有包在叶轮外缘的正向导叶，的外缘、泵壳的内侧，正面有包在叶轮外缘的正向导叶，背面有将液体引向下一级叶轮入口的反向导叶，其结构背面有将液体引向下一级叶轮入口的反向导叶，其结构如图如图9 9所示。液体从叶轮甩出后，平缓地进入导轮，沿所示。液体从叶轮甩出后，平缓地进入导轮，沿正向导叶继续向外流动，速度逐渐下降，静压能不断提正向导叶继续向外流动，速度逐渐下降，静压能不断提高。液体经导轮背面反向导叶时被引向下一级叶轮。导高。液体经导轮背面反向导叶时被引向下一级叶轮。导轮有径向式、流道式和扭曲式三种，其中扭曲式已逐渐轮有径向式、流道式和扭曲式三种，其中扭曲式已逐渐被淘汰。导轮上的导叶数一般为被淘汰。导轮上的导叶数一般为4-84-8片，导叶的入口角片，导叶的入口角一般为一般为8080一一160160度，叶轮与导叶间的径向单侧间隙约为度，叶轮与导叶间的径向单侧间隙约为lmmlmm。若间隙太大，效率变低；间隙太小，则会引起振。若间隙太大，效率变低；间隙太小，则会引起振动和噪声。导轮与蜗壳相比，其外形尺寸小，采用导轮动和噪声。导轮与蜗壳相比，其外形尺寸小，采用导轮的分段式多级离心泵的泵壳容易制造，能量转换的效率的分段式多级离心泵的泵壳容易制造，能量转换的效率也较高，但安装检修不如蜗壳式方便。也较高，但安装检修不如蜗壳式方便。另外，当泵实际工况与另外，当泵实际工况与设计工况偏离时，液体流设计工况偏离时，液体流出叶轮时的运动轨迹与导出叶轮时的运动轨迹与导轮叶片形状不一致，使液轮叶片形状不一致，使液体对导叶的入口边产生冲体对导叶的入口边产生冲击，使泵的效率下降。所击，使泵的效率下降。所以，采用导轮装置的离心以，采用导轮装置的离心泵，扬程和效率曲线均比泵，扬程和效率曲线均比蜗壳泵的陡。蜗壳泵的陡。由于导轮的由于导轮的几何形状较为复杂，所以几何形状较为复杂，所以一般用铸铁铸造而成。一般用铸铁铸造而成。单元一 概述一、离心泵的结构离心泵的转动部件离心泵的转动部件离心泵的静止部件离心泵的静止部件1.吸入室和压出室吸入室和压出室2.导叶导叶密封装置密封装置轴承轴承 轴向推力平衡装置轴向推力平衡装置1.吸入室和压出室吸入室和压出室图图11-6 11-6 吸入室吸入室 (a)(a)锥形管锥形管 (b)(b)圆环形圆环形 (c)(c)半螺旋形半螺旋形图图11-7 11-7 压出室压出室 (a)(a)环形环形 (b)(b)螺旋形螺旋形2.导叶导叶导水导水圈圈和返水圈和返水圈1 返导叶返导叶 2 导叶导叶图图11-8 径向式导叶径向式导叶1首级叶轮首级叶轮 2正导叶正导叶 3过渡区过渡区 4反导叶反导叶 5次级叶轮次级叶轮单元一 概述一、离心泵的结构离心泵的转动部件离心泵的转动部件离心泵的静止部件离心泵的静止部件密封装置密封装置1.内密封装置内密封装置2.外密封装置外密封装置填料密封填料密封机械密封机械密封轴承轴承 轴向推力平衡装置轴向推力平衡装置1.1.内密封装置内密封装置内密封装置内密封装置是指装在叶轮吸入口与泵壳之间间隙处的是指装在叶轮吸入口与泵壳之间间隙处的密封环（承磨环或口密封环（承磨环或口环或卡圈或防漏环）环或卡圈或防漏环），目的是减小高压液体向吸入口倒流，并保护泵壳和，目的是减小高压液体向吸入口倒流，并保护泵壳和叶轮不致产生直接摩擦损坏。有几种结构的内密封环，如下图所示。叶轮不致产生直接摩擦损坏。有几种结构的内密封环，如下图所示。图图11-9 11-9 内密封装置内密封装置 (a)(a)平环式平环式 (b)(b)角环式角环式 (c)(c)锯齿式锯齿式 (d)(d)迷宫式迷宫式中小型泵中小型泵常采用常采用平环式平环式和和角环式角环式密封环；密封环；高压泵高压泵采用采用锯齿式锯齿式和和迷宫式迷宫式密封环密封环，节流效果更好，节流效果更好口环从叶轮流出的高压液体经旋转的叶轮与泵壳之间的间从叶轮流出的高压液体经旋转的叶轮与泵壳之间的间隙又回到叶轮的吸人口，称为内泄漏。如图隙又回到叶轮的吸人口，称为内泄漏。如图1010所示。所示。为了减少内泄漏，该间隙应小些。因此，一般都在该为了减少内泄漏，该间隙应小些。因此，一般都在该部位的泵壳和叶轮前盖入口处，安装一对密封环（又部位的泵壳和叶轮前盖入口处，安装一对密封环（又称为承磨环、口环、卡圈等），以保证叶轮与泵壳之称为承磨环、口环、卡圈等），以保证叶轮与泵壳之间的最小间隙，减小内泄漏。间的最小间隙，减小内泄漏。密封环内孔与叶轮外圆处的径向间隙一般在密封环内孔与叶轮外圆处的径向间隙一般在0 01 10 02mm2mm之间。之间。当泵运行一段时间后，密封环磨损后，使当泵运行一段时间后，密封环磨损后，使径向间隙增大，泵的排液量减少，效率降低，当密封径向间隙增大，泵的排液量减少，效率降低，当密封间隙超过规定值时应及时更换。间隙超过规定值时应及时更换。密封环应采用耐磨材料制造，常用的材料有铸铁、青密封环应采用耐磨材料制造，常用的材料有铸铁、青铜等。铜等。轴封装置轴封装置 从叶轮流出的高压液体，经过叶轮从叶轮流出的高压液体，经过叶轮背面，沿着泵轴和泵壳的间隙流向泵背面，沿着泵轴和泵壳的间隙流向泵外，称为外泄漏。在旋转的泵轴和静外，称为外泄漏。在旋转的泵轴和静止的泵壳之间的密封装置称为止的泵壳之间的密封装置称为轴封装轴封装置置。它可以防止和减少外泄漏，提高。它可以防止和减少外泄漏，提高泵的效率，同时还可以防止空气吸入泵的效率，同时还可以防止空气吸入泵内，保证泵的正常运行。特别在输泵内，保证泵的正常运行。特别在输送易燃、易爆和有毒液体时，轴封装送易燃、易爆和有毒液体时，轴封装置的密封可靠性是保证离心泵安全运置的密封可靠性是保证离心泵安全运行的重要条件。行的重要条件。2.2.外密封装置外密封装置外密封装置外密封装置是指装在泵壳与两端轴间间隙处的是指装在泵壳与两端轴间间隙处的密封（也称为轴封）密封（也称为轴封）。有有填料密封填料密封、机械密封、迷宫密封和浮动环密封几种结构，如下图所示。、机械密封、迷宫密封和浮动环密封几种结构，如下图所示。图图11-10 11-10 填料密封填料密封 (a)(a)结构结构 (b)(b)液封环液封环1 1填料套填料套 2 2液封环液封环 3 3填料填料 4 4填料压盖填料压盖 5 5双头螺栓双头螺栓 6 6螺母螺母中低压泵中低压泵广泛采用广泛采用填料密封填料密封。高温高压泵高温高压泵采用各种采用各种机械密封、机械密封、迷宫密封迷宫密封和和浮动环密封浮动环密封方式。方式。填料密封 填料密封填料密封指依靠填料和轴指依靠填料和轴(轴套轴套)的外圆表面接触来实的外圆表面接触来实现密封的装置。它是通过填现密封的装置。它是通过填料压盖压紧填料，使填料发料压盖压紧填料，使填料发生变形，并和轴生变形，并和轴(或轴套或轴套)的的外圆表面接触，防止液体外外圆表面接触，防止液体外流和空气吸入泵内。流和空气吸入泵内。组成：组成：由填料箱由填料箱(又称填料又称填料函或填料盒函或填料盒)、填料、液（或、填料、液（或水）封环、填料压盖和双头水）封环、填料压盖和双头螺栓等组成，如右图所示。螺栓等组成，如右图所示。液封环安装时必须对准填料液封环安装时必须对准填料函上的入液口函上的入液口，通过液封管，通过液封管与泵的出液管相通，引入高与泵的出液管相通，引入高压液体形成液封，来阻止空压液体形成液封，来阻止空气吸入泵内，同时润滑、冷气吸入泵内，同时润滑、冷却填料。却填料。填料密封装置图填料密封装置图填料密封的密封性填料密封的密封性可用调节填料压盖的松紧程度加以控制。可用调节填料压盖的松紧程度加以控制。填料压盖过紧，密封性好，但使轴和填料间的摩擦增大，加快填料压盖过紧，密封性好，但使轴和填料间的摩擦增大，加快了轴的磨损，增加了功率消耗，严重时造成发热、冒烟，甚至了轴的磨损，增加了功率消耗，严重时造成发热、冒烟，甚至将填料烧毁。将填料烧毁。填料压盖过松，密封性差，泄漏量增加，这是不允许的。合理填料压盖过松，密封性差，泄漏量增加，这是不允许的。合理的松紧度应该使液体从填料函中滴状漏出，每分钟控制在的松紧度应该使液体从填料函中滴状漏出，每分钟控制在15152020滴左右。对有毒、易燃、腐蚀及贵中叶体，由于要求泄漏量滴左右。对有毒、易燃、腐蚀及贵中叶体，由于要求泄漏量较小或不准泄漏，可以通过另一台泵将清水或其他无害液体打较小或不准泄漏，可以通过另一台泵将清水或其他无害液体打到液封环中进行密封，以保证有害液体不漏出泵外。也可采用到液封环中进行密封，以保证有害液体不漏出泵外。也可采用机械密封装置。机械密封装置。低压低压离心泵输送温度离心泵输送温度小于小于4040时，常用时，常用石墨填料石墨填料或或黄油渗透的黄油渗透的棉织填料棉织填料；输送温度；输送温度小于小于250250、压力小于、压力小于1.8MPa1.8MPa的液体时，用的液体时，用石墨浸透的石棉填料石墨浸透的石棉填料；输送温度；输送温度小于小于400400、允许工作压力为、允许工作压力为2 25MPa5MPa的石油产品时，用的石油产品时，用金属箔包石棉芯子金属箔包石棉芯子填料。填料。2.2.外密封装置外密封装置外密封装置外密封装置是指装在泵壳与两端轴间间隙处的是指装在泵壳与两端轴间间隙处的密封（也称为轴封）密封（也称为轴封）。有填料密封、有填料密封、机械密封机械密封、迷宫密封和浮动环密封几种结构，如下图所示。、迷宫密封和浮动环密封几种结构，如下图所示。图图11-11 11-11 机械密封机械密封 1 1静环静环 2 2动环动环 3 3动环座动环座 4 4弹簧座弹簧座 5 5固定螺钉固定螺钉 6 6弹簧弹簧 7 7密封圈密封圈 8 8防转销防转销高温高压泵高温高压泵采用各种采用各种机械密封、机械密封、迷宫密封迷宫密封和和浮动环密封浮动环密封方式。方式。图图11-12 11-12 具有反向螺旋的机械密封具有反向螺旋的机械密封 1 1动环动环 2 2静环静环 3 3反向螺旋反向螺旋 4 4叶出口叶出口 5 5吸入口吸入口 6 6冷却器冷却器 7 7电磁过滤器电磁过滤器 8 8导流通道导流通道机械密封机械密封 填料密封填料密封的密封性能差，不适用于高温、高压、高转速、的密封性能差，不适用于高温、高压、高转速、强腐蚀等恶劣的工作条件。强腐蚀等恶劣的工作条件。机械密封装置机械密封装置具有密封性能好，具有密封性能好，尺寸紧凑，使用寿命长，功率消耗小等优点。尺寸紧凑，使用寿命长，功率消耗小等优点。机械密封结构及工作原理机械密封结构及工作原理 依靠静环与动环的端面相互贴合，并作相对转动而构成的密封装依靠静环与动环的端面相互贴合，并作相对转动而构成的密封装置，称为机械密封，又称端面密封。其结构如图置，称为机械密封，又称端面密封。其结构如图2424所示。紧定螺钉所示。紧定螺钉1 1，将弹簧座，将弹簧座2 2固定在轴上，弹簧座固定在轴上，弹簧座2 2、弹簧、弹簧3 3、推环、推环4 4、动环、动环6 6和动环和动环密封圈密封圈5 5均随轴转动，均随轴转动，6 6静环静环7 7、静环密封圈、静环密封圈8 8装在压盖上，并由防转装在压盖上，并由防转销销9 9固定，静止不动。动环、静环、动环密封圈和弹簧是机械密封的固定，静止不动。动环、静环、动环密封圈和弹簧是机械密封的主要元件。而动环随轴转动并与静环紧密贴合是保证机械密封达到主要元件。而动环随轴转动并与静环紧密贴合是保证机械密封达到良好效果的关键。良好效果的关键。弹簧弹簧动环动环静环静环 动环动环O型圈型圈 静环静环O型圈型圈 传动套传动套 卡环卡环 推推 环环 密封头密封头静止组件静止组件旋转组件旋转组件 将两密封面分离开；将两密封面分离开；将两密封面分离开；将两密封面分离开；润滑两相对运动的密封面；润滑两相对运动的密封面；润滑两相对运动的密封面；润滑两相对运动的密封面；减小密封面间的摩擦系数减小密封面间的摩擦系数减小密封面间的摩擦系数减小密封面间的摩擦系数/发热量；发热量；发热量；发热量；防止介质泄露到大气中去防止介质泄露到大气中去防止介质泄露到大气中去防止介质泄露到大气中去nn 密封面研磨得非常平（密封面研磨得非常平（密封面研磨得非常平（密封面研磨得非常平（1 1 1 1 到到到到 2 2 2 2 条光带条光带条光带条光带).).).).nn 密封面形成非常细的密封面形成非常细的密封面形成非常细的密封面形成非常细的 液膜液膜液膜液膜(3 (3 (3 (3 到到到到 5 5 5 5微米微米微米微米 )，起到下面所起到下面所起到下面所起到下面所叙的作用：叙的作用：叙的作用：叙的作用：动、静环和弹簧静密封静密封一条光带一条光带0.2940.294mm机械密封零件材料机械密封零件材料l 正确合理地选择机械密封装置中的各零件材料，是保证密正确合理地选择机械密封装置中的各零件材料，是保证密封效果，延长使用寿命的重要条件。材料必须满足设备运转封效果，延长使用寿命的重要条件。材料必须满足设备运转中的工作条件，具有较高的强度、刚度、耐蚀性、耐磨性和中的工作条件，具有较高的强度、刚度、耐蚀性、耐磨性和良好的加工性。良好的加工性。l 在一对摩擦副中，不用同一材料制造动环和静环，以免运在一对摩擦副中，不用同一材料制造动环和静环，以免运转时发生咬合现象。通常是动环材质硬，静环材质软，即硬转时发生咬合现象。通常是动环材质硬，静环材质软，即硬软配对。常用的金属材料有铸铁、碳钢、铬钢、铬镍钢、软配对。常用的金属材料有铸铁、碳钢、铬钢、铬镍钢、青铜、碳化钨等，非金属材料有石墨浸渍巴氏合金、石墨浸青铜、碳化钨等，非金属材料有石墨浸渍巴氏合金、石墨浸渍树脂、填充聚四氟乙烯、酚醛塑料、陶瓷等。渍树脂、填充聚四氟乙烯、酚醛塑料、陶瓷等。l 辅助密封圈一般用各种橡胶、聚四氟乙烯、软聚氯乙烯塑辅助密封圈一般用各种橡胶、聚四氟乙烯、软聚氯乙烯塑料等。料等。l 弹簧常用材料有磷青铜、弹簧钢及不锈钢。弹簧常用材料有磷青铜、弹簧钢及不锈钢。机械密封的冷却、冲洗机械密封的冷却、冲洗l由于机械密封本身的工作特点，动静环的端面在工作中相互摩擦，由于机械密封本身的工作特点，动静环的端面在工作中相互摩擦，不断产生摩擦热，使端面温度升高，严重时会使摩擦副间的液膜不断产生摩擦热，使端面温度升高，严重时会使摩擦副间的液膜汽化，造成干摩擦，使摩擦副严重磨损，温度升高还使辅助密封汽化，造成干摩擦，使摩擦副严重磨损，温度升高还使辅助密封圈老化，失去弹性，动静环产生变形。为了消除这些不良影响，圈老化，失去弹性，动静环产生变形。为了消除这些不良影响，保证机械密封的正常工作，延长使用寿命，故要求对不同工作条保证机械密封的正常工作，延长使用寿命，故要求对不同工作条件采取适当的件采取适当的冷却措施冷却措施，以将摩擦热及时带走。常用的冷却措施，以将摩擦热及时带走。常用的冷却措施有冲洗法和冷却法。有冲洗法和冷却法。l冲洗法冲洗法利用密封液体或其他低温液体冲洗密封端面，带走摩擦热利用密封液体或其他低温液体冲洗密封端面，带走摩擦热并防止杂质颗粒积聚。在被输送液体温度不高，杂质含量较少的并防止杂质颗粒积聚。在被输送液体温度不高，杂质含量较少的情况下，由泵的出口将液体引入密封腔冲洗密封端面，然后再流情况下，由泵的出口将液体引入密封腔冲洗密封端面，然后再流回泵体内，使密封腔内液体不断更新，带走摩擦热。当被输送液回泵体内，使密封腔内液体不断更新，带走摩擦热。当被输送液体温度较高或含有较多杂质时，可在冲洗回路中装冷却器或过滤体温度较高或含有较多杂质时，可在冲洗回路中装冷却器或过滤器，也可以从外部引入压力相当的常温密封液。常用的冲洗冷却器，也可以从外部引入压力相当的常温密封液。常用的冲洗冷却机械密封装置的结构如图机械密封装置的结构如图2525所示。所示。当动环组件与静环组当动环组件与静环组件相对运动时，两密件相对运动时，两密封面之间产生摩擦热封面之间产生摩擦热摩擦热能引起：n 密封部件的过热n 介质的蒸发 n 密封面工况不稳定n 密封面磨损加剧n 密封寿命缩短l冷却法冷却法分为分为直接冷却直接冷却和和间接冷却间接冷却。l直接冷却直接冷却是用低温冷却水直接与摩擦副内径接触，冷却效果好。是用低温冷却水直接与摩擦副内径接触，冷却效果好。缺点是冷却水硬度高时，水垢堆积在轴上会使密封失效。并且要缺点是冷却水硬度高时，水垢堆积在轴上会使密封失效。并且要有防止冷却水向大气一侧泄漏的措施，因此，使用受到限制。有防止冷却水向大气一侧泄漏的措施，因此，使用受到限制。l间接冷却间接冷却常采用静环背部引入冷却水结构，如图常采用静环背部引入冷却水结构，如图2626所示。也可采所示。也可采用密封腔外加冷却显著，如图用密封腔外加冷却显著，如图2727所示所示,适用于输送高温液体。适用于输送高温液体。图图26 26 静环背部引入冷却水静环背部引入冷却水 图图27 27 密封腔外加冷却水套密封腔外加冷却水套机械密封的冷却、冲洗机械密封的冷却、冲洗单元一 概述一、离心泵的结构离心泵的转动部件离心泵的转动部件离心泵的静止部件离心泵的静止部件密封装置密封装置轴承轴承1.滚动轴承滚动轴承2.滑动轴承滑动轴承 轴向推力平衡装置轴向推力平衡装置滚动轴承滚动轴承在离心泵中起着很重要的作用，主要用于支承转子。滚动轴承在离心泵中起着很重要的作用，主要用于支承转子。滚动轴承的结构滚动轴承的结构组成：组成：典型的滚动轴承通常由内圈、外圈、滚动体和保持架四个元典型的滚动轴承通常由内圈、外圈、滚动体和保持架四个元件组成。件组成。滚动轴承的材料：滚动轴承的材料：滚动轴承的内、外圈及滚动体是由高碳铬滚动轴承的内、外圈及滚动体是由高碳铬轴承钢制造，如轴承钢制造，如GCr9GCr9、GCr15GCr15、GCr15SiMnGCr15SiMn、G20CrNi2MoG20CrNi2Mo等。滚动轴承的等。滚动轴承的内、外圈及滚动体必须充分淬硬，并须经磨削和抛光，以提高材料的接内、外圈及滚动体必须充分淬硬，并须经磨削和抛光，以提高材料的接触疲劳强度和耐磨性。保持架一般用低碳素钢板冲压成形，根据用途不触疲劳强度和耐磨性。保持架一般用低碳素钢板冲压成形，根据用途不同，有的则用有色金属（如黄铜）或塑料（如酚醛夹布胶木）制成。同，有的则用有色金属（如黄铜）或塑料（如酚醛夹布胶木）制成。2 2）滚动轴承的游隙、接触角和偏位角是轴承工作性能的要素。）滚动轴承的游隙、接触角和偏位角是轴承工作性能的要素。（1)1)游隙轴承中的滚动体与内、外圈滚道之间的间隙称为轴承的游隙轴承中的滚动体与内、外圈滚道之间的间隙称为轴承的游隙。轴承游隙分为径向游隙及轴向游隙两种，如图游隙。轴承游隙分为径向游隙及轴向游隙两种，如图1919所示。所示。当轴承中的一个座圈固定不动，另一个座圈沿径向（或轴向）当轴承中的一个座圈固定不动，另一个座圈沿径向（或轴向）从一个极端位置到另一个极端位置的移动量，就称为轴承的径从一个极端位置到另一个极端位置的移动量，就称为轴承的径向（或轴向）游隙。游隙对轴承的工作寿命、温升和噪音等都向（或轴向）游隙。游隙对轴承的工作寿命、温升和噪音等都有很大的影响。各级精度的轴承的游隙都有标准规定。有很大的影响。各级精度的轴承的游隙都有标准规定。(2)(2)接触角接触角 轴承的接触线与轴承径向平面间的夹角称为接触角，轴承的接触线与轴承径向平面间的夹角称为接触角，如图如图2020所示。轴承接触角变化的大小通常与轴向载荷、游隙、所示。轴承接触角变化的大小通常与轴向载荷、游隙、滚道凹槽与球半径的比值以及轴承零件的弹性变形等因素有关。滚道凹槽与球半径的比值以及轴承零件的弹性变形等因素有关。(3)(3)偏位角轴承由于具有径向游隙，因此可以容许由于轴的偏位角轴承由于具有径向游隙，因此可以容许由于轴的挠曲变形而引起内、外圈有一定的相对偏斜，如图挠曲变形而引起内、外圈有一定的相对偏斜，如图2121所示。所示。3 3）滚动轴承的常用类型）滚动轴承的常用类型滚动轴承的类型很多，并且是标准件，由专业轴承厂大批滚动轴承的类型很多，并且是标准件，由专业轴承厂大批量生产。因此我们主要是通过熟悉类型、标准及其应用特量生产。因此我们主要是通过熟悉类型、标准及其应用特点来合理选用。点来合理选用。按照轴承内部结构和能承受外载荷的方式不同，滚动轴承按照轴承内部结构和能承受外载荷的方式不同，滚动轴承主要可分为：主要可分为：(1)(1)向心轴承向心轴承 主要承受径向载荷，或同时承受较小的轴向主要承受径向载荷，或同时承受较小的轴向载荷，如图载荷，如图22(a)22(a)所示。所示。(2)(2)推力轴承只能承受轴向载荷，如图推力轴承只能承受轴向载荷，如图22(b)22(b)所示。所示。(3)(3)向心推力轴承能同时承受径向、轴向载荷，如图向心推力轴承能同时承受径向、轴向载荷，如图22(c)22(c)所示。所示。图19 轴承的游隙 图20 轴承的接触角图21 轴承的偏位角 图22不同类型滚动轴承的承载情况单元一 概述一、离心泵的结构一、离心泵的结构离心泵的转动部件离心泵的转动部件离心泵的静止部件离心泵的静止部件密封装置密封装置轴承轴承 轴向推力平衡装置轴向推力平衡装置1.轴向推力的产生及危害轴向推力的产生及危害2.单级泵轴向推力的平衡单级泵轴向推力的平衡3.多级泵轴向推力的平衡多级泵轴向推力的平衡 轴向推力平衡装置轴向推力平衡装置1.轴向推力的产生及危害离心泵叶轮（双吸式叶轮除外）工作时，液体离心泵叶轮（双吸式叶轮除外）工作时，液体以低压以低压PlPl进人叶轮，而以高压进人叶轮，而以高压P2P2流出叶轮，且流出叶轮，且叶轮前后盖板形状的不对称，使得叶轮两侧所叶轮前后盖板形状的不对称，使得叶轮两侧所受到的液体压力不相等，从而产生了轴向推力。受到的液体压力不相等，从而产生了轴向推力。叶轮两侧的液体压力分布如下图所示叶轮两侧的液体压力分布如下图所示.由于叶轮两侧受力不均匀，使得离心泵在运转由于叶轮两侧受力不均匀，使得离心泵在运转时，形成一个沿轴向并指向叶轮入口，同时作时，形成一个沿轴向并指向叶轮入口，同时作用在转子上的力，这个力使泵的整个转子向叶用在转子上的力，这个力使泵的整个转子向叶轮吸人口端窜动，引起泵的振动、轴承发热，轮吸人口端窜动，引起泵的振动、轴承发热，甚至损坏机件，使泵不能正常工作。尤其是多甚至损坏机件，使泵不能正常工作。尤其是多级泵，轴向力的影响更为严重。级泵，轴向力的影响更为严重。轴向推力平衡装置轴向推力平衡装置1.轴向推力的产生及危害轴向推力的产生及危害单级离心泵轴向力平衡方法叶轮上开平衡孔叶轮上开平衡孔 其目的是使叶轮两侧的压力相等，从而使轴其目的是使叶轮两侧的压力相等，从而使轴向力平衡，如图向力平衡，如图(a)(a)所示，在叶轮轮盘上靠近轮毂的地方对称地所示，在叶轮轮盘上靠近轮毂的地方对称地钻几个小孔（称为平衡孔），并在泵壳与轮盘上半径为钻几个小孔（称为平衡孔），并在泵壳与轮盘上半径为r,r,处设处设置密封环，使叶轮两侧液体压力差大大减小，起到减小轴向力置密封环，使叶轮两侧液体压力差大大减小，起到减小轴向力的作用。这种方法简单、可靠，但有一部分液体回流叶轮吸人的作用。这种方法简单、可靠，但有一部分液体回流叶轮吸人口，降低了泵的效率。这种方法在单级单吸离心泵中应用较多。口，降低了泵的效率。这种方法在单级单吸离心泵中应用较多。采用双吸叶轮采用双吸叶轮 它是利用叶轮本身结构特点，达到自身平衡，它是利用叶轮本身结构特点，达到自身平衡，如图如图(b)(b)所示，由于双吸叶轮两侧对称，所以理论上不会产生轴所示，由于双吸叶轮两侧对称，所以理论上不会产生轴向力，但由于制造质量及叶轮两侧液体流动的差异，不可能使向力，但由于制造质量及叶轮两侧液体流动的差异，不可能使轴向力完全平衡。轴向力完全平衡。叶轮上设径向筋板在叶轮轮盘外侧设置径向筋板以平衡轴向力，叶轮上设径向筋板在叶轮轮盘外侧设置径向筋板以平衡轴向力，如图（如图（c c）所示，设里径向筋板后，叶轮高压侧内液体被径向筋）所示，设里径向筋板后，叶轮高压侧内液体被径向筋板带动，以接近叶轮旋转速度的速度旋转，在离心力的作用下，板带动，以接近叶轮旋转速度的速度旋转，在离心力的作用下，使此空腔内液体压力降低，从而使叶轮两侧轴向力达到平衡。使此空腔内液体压力降低，从而使叶轮两侧轴向力达到平衡。其缺点就是有附加功率损耗。一般在小泵中采用其缺点就是有附加功率损耗。一般在小泵中采用4 4条径向筋板，条径向筋板，大泵采用大泵采用6 6条径向筋板。条径向筋板。设置止推轴承设置止推轴承.在用以上方法不能完全消除轴向力时，要采用装在用以上方法不能完全消除轴向力时，要采用装止推轴承的方法来承受剩余轴向力。止推轴承的方法来承受剩余轴向力。轴向推力平衡装置轴向推力平衡装置2.单级泵轴向推力的平衡单级泵轴向推力的平衡 方法有：方法有：平衡孔和平衡管平衡孔和平衡管 采用双吸叶轮或叶轮对称布置采用双吸叶轮或叶轮对称布置 背叶片背叶片图图11-14 11-14 平衡轴向推力的各种型式平衡轴向推力的各种型式(a)(a)平衡孔平衡孔 (b)(b)平衡管平衡管 (c)(c)双吸叶轮双吸叶轮 (d)(d)背叶片背叶片 (e)(e)叶轮对称布置叶轮对称布置离心泵轴向力的平衡方法离心泵轴向力的平衡方法用背叶片平衡轴向推力图用背叶片平衡轴向推力图1 1叶轮叶轮 2 2螺壳螺壳 3 3背叶片背叶片采用双吸口叶轮平衡轴向推力图采用双吸口叶轮平衡轴向推力图1 1叶轮叶轮 2 2密封环密封环 3 3轴套轴套多级叶轮对称布置多级叶轮对称布置平衡轴向推力图平衡轴向推力图图图(a)(a)、(b)(b)轴向推力平衡装置轴向推力平衡装置3.多级泵轴向推力的平衡多级泵轴向推力的平衡叶轮对称布置叶轮对称布置 平衡盘平衡盘、平衡鼓及其、平衡鼓及其联合装置联合装置 双平衡鼓装置双平衡鼓装置 水力平衡盘结构图水力平衡盘结构图A A平衡盘平衡盘 2 2平衡盘室平衡盘室 3 3平衡盘衬环平衡盘衬环平衡盘装置因分段式多级离心泵叶轮沿一个方向装在轴上，其总的轴向力很大，常在末级平衡盘装置因分段式多级离心泵叶轮沿一个方向装在轴上，其总的轴向力很大，常在末级叶轮后面装平衡盘来平衡轴向力。平衡盘装置由装在轴上的平衡盘和固定在泵壳上的平衡叶轮后面装平衡盘来平衡轴向力。平衡盘装置由装在轴上的平衡盘和固定在泵壳上的平衡环组成，如图环组成，如图1717所示。所示。在平衡盘在平衡盘5 5与平衡环与平衡环4 4之间有一轴向间隙之间有一轴向间隙b b，在平衡盘，在平衡盘5 5与平衡套与平衡套3 3之之间有一径向间隙间有一径向间隙b0b0，平衡盘，平衡盘5 5后面的平衡室与泵的吸入口用管子连通，这样径向间隙前的压后面的平衡室与泵的吸入口用管子连通，这样径向间隙前的压力是末级叶轮背面的压力力是末级叶轮背面的压力P2P2，平衡盘后的压力是接近吸入口的压力，平衡盘后的压力是接近吸入口的压力PlPl。泵启动后由多级泵。泵启动后由多级泵末级叶轮流出来的高压液体流过径向间隙末级叶轮流出来的高压液体流过径向间隙b0b0，压力下降到，压力下降到PP，由于压力，由于压力PPPlPl，就有压，就有压力力PP一一PlPl作用在平衡盘作用在平衡盘5 5上，这个力就是平衡力，方向与作用在叶轮上的轴向力相反。上，这个力就是平衡力，方向与作用在叶轮上的轴向力相反。离心泵工作时，当叶轮上的轴向力大于平衡盘5上的平衡力时，泵的转子就会向吸入方向窜动，使平衡盘5的轴向间隙b0减小，增加液体的流体阻力，因而减少了泄漏量。泄漏量减少后，液体流过径向间隙b0的压力降减小，从而提高了平衡盘5前面的压力p，即增加了平衡盘5上的平衡力。随着平衡盘5向左移动，平衡力逐渐增加，当平衡盘5移动到某一个位置时，平衡力与轴向力相等，达到平衡。同样，当轴向力小于平衡力时，转子将向右移动，移动一定距离后轴向力与平衡力将达到新的平衡。由于惯性，运动着的转子不会立刻停止在新的平衡位置上，而是继续移动促使平衡破坏，造成转子向相反方向移动的条件。泵在工作时，转子永远也不会停止在某一位置，而是在某一平衡位置左右轴向窜动。当泵的工作点改变时，转子会自动地移到另一平衡位置进行轴向窜动。由于平衡盘有自动平衡轴向力的特点，因而得到广泛应用。轴向推力平衡装置轴向推力平衡装置3.多级泵轴向推力的平衡多级泵轴向推力的平衡 叶轮对称布置叶轮对称布置 平衡盘、平衡鼓及其联合装置平衡盘、平衡鼓及其联合装置 双平衡鼓装置双平衡鼓装置(a)(a)平衡盘平衡盘(b)(b)、(c)(c)平衡鼓平衡鼓(d)(d)平衡盘、平衡鼓联合装置平衡盘、平衡鼓联合装置采用平衡鼓与平衡盘联合装置该装置的特点就是利用平衡鼓将50%-80%的轴向力平衡掉，剩余轴向力再由平衡盘来平衡 轴向推力平衡装置轴向推力平衡装置3.多级泵轴向推力的平衡多级泵轴向推力的平衡 叶轮对称布置叶轮对称布置 平衡盘、平衡鼓及其联合装置平衡盘、平衡鼓及其联合装置 双平衡鼓装置双平衡鼓装置 图图11-17 11-17 平衡鼓、平衡盘和双向推力轴承的平衡装置平衡鼓、平衡盘和双向推力轴承的平衡装置 轴向推力平衡装置轴向推力平衡装置3.多级泵轴向推力的平衡多级泵轴向推力的平衡 叶轮对称布置叶轮对称布置 平衡盘、平衡鼓及其联合装置平衡盘、平衡鼓及其联合装置 双平衡鼓装置双平衡鼓装置 图图11-18 11-18 双平衡鼓装置双平衡鼓装置 1 1末级叶轮末级叶轮 2 2节流套节流套 3 3平衡鼓平衡鼓K1 K1 4 4平衡鼓平衡鼓K2K25 5节流套节流套 采用平衡鼓装在分段式多级离心泵最后一级叶轮的后面，采用平衡鼓装在分段式多级离心泵最后一级叶轮的后面，装设一个随轴一起旋转的平衡鼓，如图装设一个随轴一起旋转的平衡鼓，如图1616所示。所示。单元一 概述二、检修前的准备工作二、检修前的准备工作1.确定工作负责人、资源准备确定工作负责人、资源准备人员准备人员准备技术准备技术准备备品、备件准备备品、备件准备2.运行状态参数采集与分析评审运行状态参数采集与分析评审3.办理工作票，做好安全措施办理工作票，做好安全措施4.对检修工作几点要求对检修工作几点要求 在这个世界上，尽如人意的事并不多。咱们既活着做人，就只能迁就所处的实际环境，凡事忍耐些。泰戈尔名人名言：名人名言：