【正文】 維護(hù)和保養(yǎng) 軸封的維護(hù) 背葉片在軸封時(shí)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(hù)板間隙的增大而發(fā)生變化，效率有所降低，故應(yīng)及時(shí)調(diào)整葉輪與前護(hù)板的間隙，以保持泵能在高效率的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)泵磨損到不能滿足系統(tǒng)需要時(shí)，應(yīng)更換易損件。定期檢查軸承組件運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，開始時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)若軸襯發(fā)熱，則可停泵待軸襯冷卻后再次進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，若軸襯仍嚴(yán)重發(fā)熱，溫度持續(xù)上升，則須拆檢軸襯組件，檢查原因。 在可能的情況下，應(yīng)在泵輸送渣漿泵前用清水啟動(dòng)泵，打開進(jìn)水管閥門，開動(dòng)電動(dòng)機(jī)，檢查進(jìn)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。當(dāng)填料箱上裝有 常壓水冷卻水管管接頭時(shí)，應(yīng)接通水管引入常壓冷卻水。管子應(yīng)無漏氣現(xiàn)象，法蘭連要嚴(yán)密，防止空氣進(jìn)入。 管路和閥門應(yīng)分別支撐，進(jìn)出水管要有 支架，以免將管路的重量都?jí)涸诒蒙?，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(shí)應(yīng)加止回閥（水平輸送時(shí)有無均可），在泵的進(jìn)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。 檢查電機(jī)轉(zhuǎn)向，要保證泵按泵殼上所標(biāo)出的箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)，注意不允許反向轉(zhuǎn)動(dòng)，否則葉輪螺紋會(huì)脫扣，以致造成泵的損壞。 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的注意事項(xiàng) 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(dòng)，擰緊全部地腳螺栓。 第 6 章 渣漿泵裝配及運(yùn)轉(zhuǎn)的注意事項(xiàng) 裝配時(shí)的注意事項(xiàng) 裝配時(shí)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(shí)，注意在裝配時(shí)加入適量的軸襯潤滑脂，軸襯潤滑脂采用鋰基潤滑脂 2 號(hào)或者 3號(hào)。潤滑油一般采用 20號(hào)機(jī)油。 與外圈配合的軸承體可采用過渡配合。 裝軸承處的軸表面最好進(jìn)行淬火處理，以避免拆卸時(shí)將軸擦傷。 滾動(dòng)軸承安裝時(shí)的問題 與內(nèi)圈一起旋轉(zhuǎn)的軸，一般采用過盈配合。如果轉(zhuǎn)速較高，功率較大或被輸送液體的 溫度超過 80oC時(shí)，一般用潤滑油潤滑。 滾動(dòng)軸承的潤滑及軸承結(jié)構(gòu) 滾動(dòng)軸承是否能正常工作與軸承潤滑情況密切相關(guān)。 總的來說，滾動(dòng)軸承的優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過缺點(diǎn)，所以逐漸在各種機(jī)器中廣泛采用。根據(jù)軸承結(jié)構(gòu)的不同，可分為滾動(dòng)軸承及滑動(dòng)軸承兩大類。 為保證填料函的密封性能，對(duì)填料函應(yīng)進(jìn)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(gè)填料函的密封油量一般為～ 米 3時(shí)，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。 在安裝時(shí)應(yīng)注意使填料環(huán)對(duì)準(zhǔn)水封孔，以免填料堵死水封孔，使水封失去作用。 填料壓蓋厚度 a（毫米） a=（ ～ 1） d＇ 計(jì)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(shí)，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(zhǔn)確和切口平行、整齊、無松散的石棉線頭、并成30o角。 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(jì)時(shí)選用石墨浸透的石棉填料作為密封材料。 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。 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(jī)械密封和浮動(dòng)環(huán)密封。高溫、高壓、高速泵所占泵的行業(yè)的比重逐年增大，經(jīng)驗(yàn)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。因此，在設(shè)計(jì)離心泵時(shí)，應(yīng)盡可能按國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選用通用標(biāo)準(zhǔn)零部件。以 F 型的耐腐蝕性泵為例，共有 30 個(gè)型號(hào)，但只有 6 個(gè)托架，即平均 5 個(gè)型號(hào)的產(chǎn)品公用一個(gè)托架。隨著國民經(jīng)濟(jì)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(biāo)準(zhǔn)化和通用化程度，就會(huì)使零部件的種類越來越多，批量相對(duì)的越來越小，這就造成了生產(chǎn)管理的混亂，限制了勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高，而且給使用和維護(hù)也帶來了很大的困難。由此可見，正確的 選用泵主要零部件是保證泵正常運(yùn)行的重要條件。但是，如果泵其他零件不能正常工作，就是過流部件設(shè)計(jì)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(yàn)表明，泵在運(yùn)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。 鍵的擠壓切應(yīng)力的計(jì)算 擠壓可以 按下式計(jì)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(jì)算得： T=3600 公斤 ?厘米， M=? 3600 所以鍵滿足擠壓應(yīng)力要求。 T=7200 公斤 ?厘米。 軸的剛度校核計(jì)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(duì) 于 剛 才G=?108Mpa Ip —— 軸截面的極慣性矩， mm4,對(duì)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(xiàng)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。 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(qiáng)度系數(shù)，查得 ?? = 則 ?K = ?? —— 零件受循環(huán)彎曲應(yīng)力 特性，對(duì)與碳鋼 ?? =～，此處取 ?? —— 應(yīng)力副， ?? = m? —— 平均應(yīng)力，對(duì)稱循環(huán) m? =0 計(jì)算得 ?S = 對(duì)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(jì)算得： ?K = 式中 ?? —— 試件循環(huán)切應(yīng)力時(shí)的材料的特性， ?? = ?? ?? —— 剪切應(yīng)力副 ,?? = m? 平均應(yīng)力， m? = 計(jì)算得： ?S = 計(jì)算安全系數(shù)： ?cS =22 ??? ?SS SS ?? =15? S= 所以滿足疲勞強(qiáng)度要求。 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(jì)算彎矩。 Scq —— 渦室的當(dāng)量壁厚，可由下式計(jì)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(qiáng)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(jì)算截面處軸的直徑（ mm） 查 45 號(hào)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(qiáng)度的要 求。所以，對(duì)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(qiáng)度鑄鐵、鑄鐵或者是合金剛鑄造。在生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)中，在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)中，雖然由于渦室的的強(qiáng)度夠了，但由于剛度不夠，在加工、實(shí)驗(yàn)、存放的過程中發(fā)生了變形，影響離心泵的運(yùn)行和裝配。 渦室壁厚的計(jì)算方法：渦室是離心泵中較大的零件，并承受高壓 液體作用。 常用的離心泵的泵體有渦室和中段兩種，耐磨離心式渣漿泵采用螺旋行渦室。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。 如果葉輪的圓周速度沒有超過上述的范圍，則葉輪蓋板的厚度可有由結(jié)構(gòu)與工藝上的要求決定，懸臂式泵和多級(jí)泵的葉輪蓋板的厚度一般可以由下表選取，對(duì)于雙級(jí)泵的葉輪蓋板的厚度可以比表 中推薦的值大31到一倍。在計(jì)算的過程中可以把葉輪簡化為一個(gè)圓盤（即將葉片對(duì)葉輪概板的影響忽略不計(jì)）。為了提高泵的使用性能和壽命，應(yīng)該盡量使這些尺寸大些，但另一方面，在實(shí)際中，又希望泵的零件盡可能的小，而且成本低，所以在設(shè)計(jì)的過程中， 要滿足這兩方面的矛盾，合理的確定離心泵的零件的尺寸和材料，這樣既滿足要求，又可以合理的使用材料的。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。 第 4 章 離心泵主要零部件的強(qiáng)度計(jì)算 對(duì)于離心泵的零件，特別是對(duì)過流部件來說，耐汽蝕、沖刷化學(xué)腐蝕和電腐蝕也是十分重要的。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(yàn)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(shí)情況。 通過分析軸向力產(chǎn)生的原因及理論計(jì)算方法，闡明了要從理論上準(zhǔn)確計(jì)算離心泵的軸向力在目前還是可能的。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。第二種方法需要一定的附加功率，此附加功率并不隨時(shí)間變化，對(duì)輸送含有固體雜質(zhì)的流體的流體來說，這種方法比第一種方法更為經(jīng)濟(jì)而有效。第二種法是在后蓋板上加背葉片，當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，用背葉片減小葉輪和泵體間腔室內(nèi)的壓力。著兩種方法都會(huì)增加容積損失。 在單級(jí)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(gè)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。所以，最好的辦法是用水力方法來平衡部分或者是全部軸向力。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(dòng)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。對(duì)于懸臂式葉輪，由于吸入壓力與大氣壓力不同而引起軸向力，其方向視具體情況而定，對(duì)于立式離心泵，轉(zhuǎn)子的重量也是軸向力的組成部分。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(dòng)量的軸向分量發(fā)生了變化。同時(shí)，液流對(duì)葉輪的前后蓋板以及暴露于液流中的轉(zhuǎn)子其他部分均會(huì)產(chǎn)生力的作用，泵腔中運(yùn)動(dòng)流體對(duì)轉(zhuǎn)子壓力分布的積分結(jié)果表現(xiàn)為對(duì)轉(zhuǎn)子的一個(gè)很大的作用力，此力消除了徑向分量，還有軸向分量。 軸向力產(chǎn)生的原因是由于葉輪在液流內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，沿每個(gè)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。 分析泵內(nèi)的流體運(yùn)動(dòng)，應(yīng)在流體力學(xué)一般原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行，并考慮有關(guān)技術(shù)科學(xué)的部門，如水輪機(jī)、航空、壓縮機(jī)以及其他學(xué)科的實(shí)驗(yàn)研究成果，葉片泵的理論基礎(chǔ)是直接由流體力學(xué)的基本原理推演出來的規(guī)律。 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(jì)中發(fā)揮著如此巨大的作用，那么保證泵的順暢運(yùn)行就顯得尤為重要了，但根據(jù)對(duì)離心泵的調(diào)查，離心泵故障停機(jī)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(jià)值，只有準(zhǔn)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(duì)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(yùn)行可靠性得以 提高，從而減少泵的故障停機(jī)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(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。因此，消除徑向力和減輕徑向力對(duì)軸的作用的十