【正文】 Scq —— 渦室的當(dāng)量壁厚，可由下式計算： Scq=sn1545 ++ =++ = S= ScqHQ ? ][?H =?350360063? 250350 = 由于考慮渣槳泵的耐磨性，可以將渦室壁厚取為 10mm . 按扭轉(zhuǎn)強度校核 軸的扭轉(zhuǎn)條件為： T? =TWT = nP? ? [? ]R Mpa 式中 T? —— 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力（ Mpa） T —— 軸所受的扭矩（ Nm） WT —— 軸的抗扭截面系數(shù)（ mm3） N —— 軸的轉(zhuǎn)速 （ r/min） P —— 軸傳遞的功率（ Kw） d —— 計算截面處軸的直徑（ mm） 查 45 號鋼的許用應(yīng)力 [? ]R=30Mpa 則 T? =TWT = 1480?? = Mpa 30Mpa,所以泵軸滿足扭轉(zhuǎn)強度的要 求。 1?? —— 彎曲疲勞極限， 1?? =275Mpa ?K —— 彎曲疲勞極限綜合影響系數(shù) B圖42 彎矩圖 圖43 扭矩圖 ?? —— 零件的有效應(yīng)力集中系數(shù)，查 得???K = ?? —— 零件的尺寸系數(shù) ?? —— 零件的表面質(zhì)量系數(shù)，查得 ?? = ?? —— 零件的強度系數(shù)，查得 ?? = 則 ?K = ?? —— 零件受循環(huán)彎曲應(yīng)力 特性，對與碳鋼 ?? =～，此處取 ?? —— 應(yīng)力副， ?? = m? —— 平均應(yīng)力，對稱循環(huán) m? =0 計算得 ?S = 對于 ?S =mK ??????? ??1 式中 1?? —— 扭轉(zhuǎn)疲勞極限，為 155Mpa ?K =??? ??? 1( ? 1)q?1 在剪切情況下，查得???? =， ?? =， q? = 帶入上式計算得： ?K = 式中 ?? —— 試件循環(huán)切應(yīng)力時的材料的特性， ?? = ?? ?? —— 剪切應(yīng)力副 ,?? = m? 平均應(yīng)力， m? = 計算得： ?S = 計算安全系數(shù)： ?cS =22 ??? ?SS SS ?? =15? S= 所以滿足疲勞強度要求。 T=7200 公斤 ?厘米。但是，如果泵其他零件不能正常工作，就是過流部件設(shè)計得再好，材料選用的再好，也不能保證泵的性能和壽命，經(jīng)驗表明，泵在運行中所產(chǎn)生的問題大部分是材料的選用問題以及主要零部件的選擇問題和精度問題。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，泵的品種越來越多，如果不努力提高離心泵零部件的標準化和通用化程度，就會使零部件的種類越來越多，批量相對的越來越小，這就造成了生產(chǎn)管理的混亂，限制了勞動生產(chǎn)率的提高，而且給使用和維護也帶來了很大的困難。因此，在設(shè)計離心泵時，應(yīng)盡可能按國家標準和行業(yè)標準選用通用標準零部件。 離心泵 常用的軸封結(jié)構(gòu)有：有骨架的橡膠密封，填料密封，機械密封和浮動環(huán)密封。 常用的填料 用石墨或黃油浸透的棉織填料，用于低壓離心泵輸送常溫清水，小于 40oC 石墨浸透的石棉填料，在中等溫度及壓力下使用。 填料壓蓋厚度 a（毫米） a=（ ～ 1） d＇ 計算得 a=10mm 式中 d＇ —— 填料壓蓋螺栓直徑 baHhSd D圖 6 — 1 填料密封安裝技術(shù)要求 填料密封安裝技術(shù)要求 切割填料時，最好將它繞在軸或軸套外徑相同的圓棒上切割，以保證尺寸準確和切口平行、整齊、無松散的石棉線頭、并成30o角。 為保證填料函的密封性能，對填料函應(yīng)進行水封，一般用自來水或從泵吐出口引水即可，如果輸送的是衣帽間高壓油品，則 密封液體應(yīng)該用常溫中性密封油，每個填料函的密封油量一般為～ 米 3時，密封油壓力應(yīng)比所在側(cè)填料函前的壓力高 ～ 公斤 /厘米 2。 總的來說，滾動軸承的優(yōu)點遠遠超過缺點，所以逐漸在各種機器中廣泛采用。如果轉(zhuǎn)速較高，功率較大或被輸送液體的 溫度超過 80oC時，一般用潤滑油潤滑。 裝軸承處的軸表面最好進行淬火處理，以避免拆卸時將軸擦傷。潤滑油一般采用 20號機油。 運轉(zhuǎn)時的注意事項 泵應(yīng)安放在牢固的基礎(chǔ)上，以承受泵的全部重量消除震動，擰緊全部地腳螺栓。 管路和閥門應(yīng)分別支撐，進出水管要有 支架，以免將管路的重量都壓在泵上，出水管與水泵間應(yīng)裝閘閥，內(nèi)徑不得小于管子內(nèi)徑，垂直輸送時應(yīng)加止回閥（水平輸送時有無均可），在泵的進水管處應(yīng)裝配一段可拆卸的短管，其長度應(yīng)足以拆開泵殼和更換易損件，便于泵的檢修。當(dāng)填料箱上裝有 常壓水冷卻水管管接頭時，應(yīng)接通水管引入常壓冷卻水。定期檢查軸承組件運轉(zhuǎn)的情況，開始時運轉(zhuǎn)時若軸襯發(fā)熱，則可停泵待軸襯冷卻后再次進行運轉(zhuǎn)，若軸襯仍嚴重發(fā)熱，溫度持續(xù)上升，則須拆檢軸襯組件，檢查原因。 維護和保養(yǎng) 軸封的維護 背葉片在軸封時應(yīng)經(jīng)常檢查常壓冷卻水管中是否始終保持一定水量通過，采用潤滑脂潤滑的應(yīng)定期往油杯注油，以潤滑其停車密封的填料。泵性能隨著葉輪與護板間隙的增大而發(fā)生變化，效率有所降低，故應(yīng)及時調(diào)整葉輪與前護板的間隙，以保持泵能在高效率的情況下運轉(zhuǎn)，當(dāng)泵磨損到不能滿足系統(tǒng)需要時，應(yīng)更換易損件。 在可能的情況下，應(yīng)在泵輸送渣漿泵前用清水啟動泵，打開進水管閥門，開動電動機，檢查進出口壓力和流量，檢查填料處泄露量，若填料發(fā)熱，可先松填料壓蓋螺栓，使泄露量大些，待填料與軸跑合后再調(diào)節(jié)泄露量至規(guī)定值。管子應(yīng)無漏氣現(xiàn)象，法蘭連要嚴密，防止空氣進入。 檢查電機轉(zhuǎn)向，要保證泵按泵殼上所標出的箭頭方向轉(zhuǎn)動，注意不允許反向轉(zhuǎn)動，否則葉輪螺紋會脫扣，以致造成泵的損壞。 第 6 章 渣漿泵裝配及運轉(zhuǎn)的注意事項 裝配時的注意事項 裝配時用油煮預(yù)熱軸襯，溫度不允許超過 100oc ,軸襯內(nèi)圈必須緊靠軸肩，軸襯采用脂潤滑時，注意在裝配時加入適量的軸襯潤滑脂，軸襯潤滑脂采用鋰基潤滑脂 2 號或者 3號。 與外圈配合的軸承體可采用過渡配合。 滾動軸承安裝時的問題 與內(nèi)圈一起旋轉(zhuǎn)的軸，一般采用過盈配合。 滾動軸承的潤滑及軸承結(jié)構(gòu) 滾動軸承是否能正常工作與軸承潤滑情況密切相關(guān)。根據(jù)軸承結(jié)構(gòu)的不同，可分為滾動軸承及滑動軸承兩大類。 在安裝時應(yīng)注意使填料環(huán)對準水封孔，以免填料堵死水封孔，使水封失去作用。 金 屬箔包石棉芯子填料，適用于輸送石油產(chǎn)品和水，允許工作壓力為 25 Mpa， 最高溫度為 400oC ，設(shè)計時選用石墨浸透的石棉填料作為密封材料。填料密封的合理泄露是：液體從填料函中滲漏出來，成滴狀，每分鐘潺潺量為 60 滴左右。高溫、高壓、高速泵所占泵的行業(yè)的比重逐年增大，經(jīng)驗表明，泵的溫度越高，壓力越大，軸封，潤滑和冷卻問題也顯得重要。以 F 型的耐腐蝕性泵為例，共有 30 個型號，但只有 6 個托架，即平均 5 個型號的產(chǎn)品公用一個托架。由此可見，正確的 選用泵主要零部件是保證泵正常運行的重要條件。 鍵的擠壓切應(yīng)力的計算 擠壓可以 按下式計算得 ： M? [ p? ] 式中 h — 鍵高（ mm） [ p? ] —— 許用擠壓應(yīng)力（公斤 /厘米 2），可取鑄鐵的許用擠壓 應(yīng)力， [ p? ]=1100 公斤 /厘米 2 l —— 鍵長 M —— 鍵的傳遞扭矩（公斤 ?厘米） 計算得： T=3600 公斤 ?厘米， M=? 3600 所以鍵滿足擠壓應(yīng)力要求。 軸的剛度校核計算 軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長的扭轉(zhuǎn)角 ? 來表示，階梯軸的轉(zhuǎn)角為： ? =?104 LG1 ??zi iiiIplT1 式中 Ti —— 軸所受的扭矩 (N?mm) G — — 軸 的 材 料 剪 切 彈 性 模 量 (Mpa) 對 于 剛 才G=?108Mpa Ip —— 軸截面的極慣性矩， mm4,對于圓軸 Ip= 4d? 階梯軸 L —— 階梯軸受扭矩作用的長度 (mm) Z —— 階梯軸受扭矩作用的段數(shù) Ti , il —— 分別代表階梯軸第 i 項所受的扭矩和長度 軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為： ? ? [? ] o/m 式中 [? ]—— 軸每米長的允許扭轉(zhuǎn)角，一般為 ～ 1 o/m ? =?104 LG1 ??zi iiiIplT1 =8?106 故軸的剛度滿足要求。 T=?m ? T=?=?m 根據(jù)作出的總彎矩圖 4— 2和扭矩圖 4— 3，求出計算彎矩。所以，對吐出壓力大于 50（公斤 /厘米 2）的泵，很少采用鑄鐵泵體，一般采用高強度鑄鐵、鑄鐵或者是合金剛鑄造。 渦室壁厚的計算方法：渦室是離心泵中較大的零件，并承受高壓 液體作用。目前，鑄鐵的葉輪的最小葉片的厚度為 3 到 4 毫米，鑄鋼葉片的最小厚度為 5 到 6 毫米，葉片也不可以選擇的太厚，葉片太厚降低效率，惡化泵的汽蝕性能。在計算的過程中可以把葉輪簡化為一個圓盤（即將葉片對葉輪概板的影響忽略不計）。在工作過程中，離心泵零件受外力的作用，使零件產(chǎn)生變形和破壞，而零件依靠自身的尺寸和材料性能來反抗變形和破壞。用背葉片平衡軸向力的公式同樣是如此，也是建立在 許多假設(shè)和經(jīng)驗的公式上的，同樣不能精確的描述背葉片平衡軸向力的真實情況。該功率值與背葉片外徑的平方成正比，與背葉片的平均寬度成正比。第二種法是在后蓋板上加背葉片，當(dāng)旋轉(zhuǎn)時，用背葉片減小葉輪和泵體間腔室內(nèi)的壓力。 在單級離心泵內(nèi)，通常采用下述兩種方法之一來減小或者是消除軸向推力，第一種方法是在單吸葉輪后蓋板上也設(shè)密封環(huán)，這樣在葉輪背面形成一個平衡室，室內(nèi)壓力通過后蓋板上的平衡孔或者專用的回水管與葉輪入口壓力平衡，平衡孔總面積或卸荷管斷面應(yīng)比密封環(huán)間隙面積大四倍。因此，必須設(shè)法平衡或者消除作用在葉輪上的軸向力，否則，它將使轉(zhuǎn)子竄動甚至與固定零件接觸，造成零部件損壞，如果止推軸襯能可靠地受軸向推力，這將是最有效的解決方法。二是由于液體流入葉輪吸入口及從葉輪出口流出，其 速度大小及方向均不同，液體動量的軸向分量發(fā)生了變化。 軸向力產(chǎn)生的原因是由于葉輪在液流內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，沿每個葉片的兩邊產(chǎn)生壓力差，所以，葉輪和液流產(chǎn)生力的相互作用。 離心泵是泵產(chǎn)品中及其重要的一種，約占各種泵的 70%，其作用范圍是相當(dāng)?shù)拇?，而且?yīng)用面較廣，既然泵在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著如此巨大的作用，那么保證泵的順暢運行就顯得尤為重要了，但根據(jù)對離心泵的調(diào)查，離心泵故障停機檢修多半是由軸封失效和軸承損壞所至，而軸封和軸承壽命均與泵的軸向力的大小有密切的關(guān)系，因此，泵的軸向力的研究具有十分重要的價值，只有準確的了解泵的軸向力的大小并掌握其變化規(guī)律，以致最終做到對軸向力大小的控制，才能恰當(dāng)?shù)倪x擇軸承和密封，使泵的運行可靠性得以 提高，從而減少泵的故障停機檢修，延長泵的壽命，提高泵的利用率，這無疑具有巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。 在計算軸和軸承時，必須考慮作用在葉輪上徑向力，因為泵不會總是在設(shè)計流量下工作在起動和停車時甚至要在流量下工作。流體從渦室前端流到渦室后斷的過程中，不斷受到撞擊，不斷增加壓力，致使渦室里壓力的分布曲線成為逐漸上升的形狀。 在設(shè)計流量時，渦室內(nèi)的流體流動速度和流體流出葉輪的速度基本是一致的，因此從葉輪流出的流體能平順地流入渦室，所以在葉輪周圍流體的流動速度和壓力是分布均勻的，此時沒有徑向力，在小于設(shè)計流離時，渦室內(nèi)的流體流動速度一定減慢。值得注意的是，陶瓷材料作為耐磨材料近年來獲得了廣泛的應(yīng)用。另外，液流中固體顆粒的含量增加時磨損也會增加。二是由于流道壁面附近的許多固體顆粒的長期反復(fù)沖擊而造成的疲勞損傷。水泵中由于流體的機械作用而造成的磨損可以分為三類：一是流體中所含固體顆粒的沖擊造成的摩擦損傷，二是汽蝕損傷，三是損傷和腐蝕共同作用而造成的損傷。為了保證泵的性能，隨著要求輸送濃度的增加，護套斷面的尺 寸應(yīng) 加大，以減小護套的流速和阻力，如果護套的寬度不變，需要加大徑向尺寸，加大量又所輸送的渣漿性質(zhì)定，渣漿的腐蝕性越強，徑向尺寸越大，反之越小。 圖 2— 2 泵體斷面圖 螺旋形渦室斷面尺寸標注法： 圖 2— 3 螺旋形渦室斷面 （ 6） 護套的設(shè)計 護套的 斷面形狀：由于葉輪出口處較寬、前后蓋板厚度較大，加之有背葉片，也就決定了護套的進口寬度較大。 作擴散管部分。 在軸面上依次作出第 Ⅶ 、 Ⅵ 、 Ⅴ 、 Ⅳ 、 Ⅲ 、 Ⅱ 、 Ⅰ 斷面，方法同上，在作圖時應(yīng)使渦室各斷面的徑向高度和修圓的半徑有規(guī)律的變化 。 做出軸面圖的寬度，并以此寬度作梯形，使等腰 梯形面積大于 VⅧ 斷面面積。 （ 5） 螺旋形渦室的繪圖 計算完以上的尺寸后，就可以繪制圖紙了，在繪型時，既要考慮計算時所選定的尺寸，又要考慮結(jié)構(gòu)安排的可能性。 （ 3） 隔舌安放角的設(shè)計： 隔舌不僅對泵的性能，而且對護套的抗磨性有顯著的影響。 （ 5）背葉片的寬度： 背葉片的寬度取 6mm 。 （ 2）背葉片的片