水平中開式離心泵設(shè)計(jì)、工藝特點(diǎn)

我廠根據(jù)高效水力模型研制的大中型S、SA、TS、GS型單級雙吸離心式循環(huán)水泵已投入生產(chǎn)多年。效率高、振動(dòng)及噪音小，維護(hù)方便，用戶給予肯定。

    我廠是原國家機(jī)電部生產(chǎn)泵類產(chǎn)品的重點(diǎn)企業(yè)，設(shè)計(jì)水平高，制造質(zhì)量好，在國內(nèi)外良好的信譽(yù)。

一、           設(shè)計(jì)部分

泵設(shè)計(jì)主要圍繞泵運(yùn)行、高效、安全、可靠和檢修方便等，我廠大型S、

SA、TS型泵在設(shè)計(jì)中有以下優(yōu)點(diǎn)：

1．公司早期開始研制大型S、SA、TS型泵，與清華大學(xué)水力機(jī)械專業(yè)、華中理工大學(xué)水力機(jī)械專業(yè)、江蘇理工大學(xué)水機(jī)專業(yè)、甘肅工業(yè)大學(xué)水力機(jī)械專業(yè)合作，開發(fā)水力模型，在國家定型S、SA、TS型基礎(chǔ)上，研制了一系列高效、汽蝕性能好的優(yōu)秀水力模型，其成果在各工程中得以實(shí)現(xiàn)。

2．蝸殼設(shè)計(jì)成雙蝸殼結(jié)構(gòu)。

 我公司的在大型雙吸泵中采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)技術(shù)在國內(nèi)為領(lǐng)先地位，在國際上也屬先進(jìn)水平。目前國外僅有少數(shù)國家做過（如英國威爾公司）。

    采用雙蝸殼結(jié)構(gòu)與國內(nèi)傳統(tǒng)單蝸殼相比較有如下優(yōu)點(diǎn)：

A．           平衡了葉輪的徑向力，從而使軸由原來受交變應(yīng)力變成均勻受力，使軸不產(chǎn)生疲勞，延長壽命，減少軸的撓度，使泵運(yùn)行平穩(wěn)減少振動(dòng)。

B．            由于雙蝸殼結(jié)構(gòu)，泵室增加了隔板，使泵強(qiáng)度、剛度增加。

3．  泵兩端軸承結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

  傳統(tǒng)雙吸泵兩端軸承為向心球軸承，當(dāng)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生殘余軸向力（方向不定）時(shí)，軸向力由一端承受，由于制造原因，殘余軸向力較大時(shí)，軸承使用壽命低，同時(shí)殘余軸向力使泵軸受力而形成不穩(wěn)定的頂桿，使運(yùn)行不平穩(wěn)曾經(jīng)造成軸承端蓋螺栓斷裂事故。

  改進(jìn)后的泵兩端軸承為向心推力球軸承，當(dāng)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生殘余軸向力時(shí)，即由水泵殘余軸向力方向相反的軸承座內(nèi)的推力軸承承受軸向力，使泵軸運(yùn)轉(zhuǎn)不管殘余軸向力是何種方向，軸始終為穩(wěn)定的拉桿，使軸承壽命延長，且避免了因軸承端蓋受力使螺栓斷裂的現(xiàn)象，水泵運(yùn)行平穩(wěn)、振動(dòng)小。

4．泵內(nèi)排氣系統(tǒng)改進(jìn)（泵進(jìn)水倒灌情況）

     傳統(tǒng)的水泵的排氣有以下幾種方法：

A．           分別在中間壓力蝸室和兩吸入室頂部各開一個(gè)放氣孔分別用螺塞堵住，這種結(jié)構(gòu)操作十分不便。

B．           分別在兩側(cè)吸入蝸室頂部各開一放氣孔，在壓出蝸室兩側(cè)各開一管牙孔來用鍍鋅管聯(lián)接，壓出蝸室頂端開一個(gè)總放氣孔，放氣后用螺塞堵住。這種結(jié)構(gòu)雖然比上述結(jié)構(gòu)操作稍方便一些，但在泵運(yùn)行時(shí)，大量的水從高壓蝸室通過鍍鋅管回流吸入蝸室，降低了水泵的容積效率，同時(shí)由于大量的高壓水沖入吸入蝸室攪亂了進(jìn)水流態(tài)，從而影響了泵的抗汽蝕性能。

泵內(nèi)排氣系統(tǒng)改進(jìn)是在壓出蝸室頂部安裝一個(gè)自動(dòng)排氣閥，分別在兩側(cè)吸入蝸室聯(lián)入壓出蝸室的管路上裝有逆止閥。這樣，不但排氣實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，也避免了高壓水沖入進(jìn)水蝸室攪亂進(jìn)水流場，提高了容積效率和抗汽蝕性能。

5． 泵有順轉(zhuǎn)、逆轉(zhuǎn)兩種結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)上考慮除軸外所有的軸套螺母、軸承螺母等所有易損件完全互換，便于用戶管理。

二、工藝部分

        在生產(chǎn)上，便于我公司根據(jù)大型S型、SA型、TS型泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，精心編制工藝程序，并配置了一批大型專業(yè)加工機(jī)床。

（1）    主軸

        主軸采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼鍛件，并進(jìn)行兩次無損探傷，一次為超聲波探傷；一次為磁粉探傷。

      主軸的加工采用大型臥式車床，可加最大直徑φ600mm，最大長度8m的大型泵主軸，加工精度可達(dá)1.6 。

      在主軸的加工過程中，進(jìn)行兩次熱處理工序，粗車后在8m井式熱處理爐內(nèi)作調(diào)質(zhì)處理，改善泵軸內(nèi)物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)，提高其強(qiáng)度，精車前進(jìn)行一次穩(wěn)定性處理，進(jìn)一步提高其強(qiáng)度和剛度，使之在使用過程中不會(huì)發(fā)生變形。

      在精車時(shí)實(shí)行一次裝夾，一次加工完畢，保證了主軸在全長度的上的同心度。

（2）    殼體

  泵體泵蓋的鑄造采用樹脂砂造型，提高毛壞件的表面光潔度。加工前進(jìn)行噴砂噴丸處理，提高流道表面的光潔度可達(dá)Ra25。

       泵體中開面的加工在CQ5250大型立式車床上進(jìn)行，表面加工精度及形位公差，比用龍門刨床加工出來的工件提高一個(gè)等級。在專用鏜床上一次裝夾，一次性鏜削出所有軸孔，保證了所有軸孔的同心度要求，可以減小因主軸與各軸孔不同心而帶來的振動(dòng)與噪聲。

（3）    葉輪

  葉輪質(zhì)量的好壞直接影響到泵的性能，在鑄造時(shí)采用樹脂砂組合造型澆注，既保證了葉片的位置精度，又大大提高了葉輪內(nèi)流道的光潔度，葉輪的加工有專用的靠模加工刀具，可保證葉輪的外形輪廓線完全符合設(shè)計(jì)所需的形狀，滿足水力性能及光潔度的要求。由高級技師進(jìn)行的葉輪平衡校驗(yàn)，可以將葉輪的不平衡度減小到國家標(biāo)準(zhǔn)所要求的范圍內(nèi)，甚至基本上除去不平衡，從而大大提高泵組的運(yùn)行穩(wěn)定性。

  在轉(zhuǎn)子部件整體裝配后不要進(jìn)行一次部件平衡校驗(yàn)，以保證轉(zhuǎn)子部件的平衡度。

三技術(shù)部分

1、            水泵連續(xù)運(yùn)行保證時(shí)間為四年，設(shè)計(jì)使用壽命為20年（易損件除外）。

2、            水泵的結(jié)構(gòu)及水力設(shè)計(jì)滿足指定的運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行條件。

3、            水泵的H—Q曲線應(yīng)該是連續(xù)上升的穩(wěn)定的曲線，從零流量點(diǎn)到許用最大流量點(diǎn)之間應(yīng)該無駝峰。

4、            供方選用優(yōu)秀水力模型，泵應(yīng)有良好的水力性能，抗汽蝕性能和良好的效率指標(biāo)。

5、            水泵具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，有足夠的強(qiáng)度和剛度。

6、            轉(zhuǎn)子部件接G6.3級作靜平衡校驗(yàn)。

7、            泵、電機(jī)機(jī)組運(yùn)行時(shí)振動(dòng)噪聲滿足GB10889《泵的振動(dòng)測量與評價(jià)方法》與GB10890《泵的噪聲測量與評價(jià)方法》的規(guī)定。

8、            泵的密封方式采用填料密封方式。

四、泵的結(jié)構(gòu)及材料

  4.1水泵結(jié)構(gòu)及材料符合GB/T5656-94《離心泵技術(shù)條件Ⅱ類》中的有關(guān)      規(guī)定，水泵是單級、雙吸、中開式離心泵，地腳安裝，適宜于連續(xù)的滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。水泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)滿足當(dāng)水泵倒轉(zhuǎn)時(shí)，不會(huì)帶來對水泵電機(jī)和控制機(jī)構(gòu)的損壞。

  4.2泵的轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程和流量的特性，均符合招標(biāo)書所提出的要求。

  4.3具有相同揚(yáng)程、流量特性的泵有共同的構(gòu)造特點(diǎn)和部件，這些部件是      通用，可以互換的。

  4.4泵殼、泵體

       水泵的殼體設(shè)計(jì)成雙渦殼，可在水泵軸中心線處水平分開，一分為二，其吸入口和吐出口與殼體的下半部分一次澆成。只要提起上半部分的殼體和軸承的托架以及退去聯(lián)軸器上的螺栓以后就可以拆卸全部的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，水泵的殼體制造，符合GB1348-88標(biāo)準(zhǔn)或同等標(biāo)準(zhǔn)。

        水泵的承壓零件均進(jìn)行水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為基本設(shè)計(jì)壓力的1.5倍，     保持壓力時(shí)間至少為10分鐘，無泄漏、滲漏情況。

     泵聯(lián)接法蘭尺寸及密封面型式符合GB4216 PN1.0Mpa的要求，法蘭孔與垂直線對稱分布。泵體上在泵的重心或?qū)ΨQ位置設(shè)置吊環(huán)、螺釘或吊耳等，以便泵的裝卸。殼體有兩個(gè)管道接口，一只在下半殼體的底部，作為放水管連接口，一只在上半部殼體的頂部，作放氣之用。

  4.5葉輪

    葉輪是雙吸、閉式、整體結(jié)構(gòu)，加工平滑，且經(jīng)過靜平衡G6.3級試驗(yàn)。葉輪與軸采用鍵緊固安裝，不論葉輪沿著順時(shí)針旋轉(zhuǎn)或反之都不會(huì)松動(dòng)。

  4.6密封環(huán)

水泵設(shè)有可拆換的密封環(huán)，材料為不銹鋼或澆鑄不銹鋼。

 4.7泵軸和軸套

   泵軸有足夠的尺寸和剛性承受各種運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的應(yīng)力。

   泵軸設(shè)有軸套。軸套頂住葉輪到填料函外端。軸套用不銹鋼制作，符合GB標(biāo)準(zhǔn)或等同標(biāo)準(zhǔn)。在裝配時(shí)軸套用軸套螺母可靠地固定的軸上。泵軸設(shè)計(jì)保證在泵反轉(zhuǎn)時(shí)軸上各緊固件不松動(dòng)。

4.8軸承

   軸承采用滾動(dòng)軸承，滾珠選用重負(fù)荷型的防磨球珠或圓柱滾子，使用壽命不低于100000小時(shí)。

   軸承的潤滑方式為潤滑油潤滑，保證軸承工作時(shí)的最高溫度不超過80℃。水泵制造廠提供油環(huán)和測定油溫度的儀表。

4.9軸封及軸封管路

   泵軸封采用GB/T5656-94附錄D中P2型帶填料環(huán)的軟填料密封型式,軸封管路采用GB/T5656-94附錄中E1中05型式,軸封壓力水接自泵體高壓側(cè),經(jīng)截止閥、管路、過濾器接至軸封填料環(huán)處。軸封管路上裝有壓力

表。

4.10聯(lián)軸器

   泵與電機(jī)的聯(lián)軸器為彈性套柱銷聯(lián)接結(jié)構(gòu)，在所有載荷工況下，泵和電機(jī)的聯(lián)軸器滿足電機(jī)最大扭矩的要求。聯(lián)軸器設(shè)有保護(hù)罩.

4.11其它附件